СРЕДСТВА СПАСЕНИЯ И ЗАЩИТЫ ЛЕТНОГО СОСТАВА НА ВЕРТОЛЕТАХ

Основными причинами травм и смертельных исходов при ава­рийных посадках вертолетов являются чрезмерные ударные пе­регрузки, вызываемые недостаточной эффективностью средств противоударной защиты членов экипажей и пассажиров. Шасси почти всех существующих вертолетов рассчитано на скорости приземления не более 3,7 м/с, а 95% всех аварийных посадок происходит со скоростями от 3 до 12…15 м/с, что сопровождается ударными перегрузками до 46 ед.

Аварийная посадка вертолета приводит, как правило, к раз­рушению шасси. Основная часть энергии удара воспринимает­ся корпусом, возникающие ударные перегрузки передаются на кресла и позвоночники летчиков, предел устойчивости которых к ударным перегрузкам равен 14,5 ед. Большие перегрузки, с одной стороны, приводят к сгибанию верхней части туловища и к разбросу конечностей, а с другой стороны, вызывают разру­шения кресел и систем фиксации.

В разное время делались попытки создать системы принуди­тельного покидания из вертолетов, но они, как правило, успе­ха не приносили. Одной из первых попыток была система отстрела лопастей несущего ротора, после чего летчики могли прыгать

обычным образом с парашютом. Система испытывалась в 1956 г. Испытания проводил летчик-испытатель Ю. А. Гарнаев. Несмот­ря на то что система успешно прошла все испытания, она не применялась ни на одном серийном вертолете — слишком слож­ным оказалось взрывное устройство во вращающейся втулке ротора, а следовательно, и надежность была очень низкой.

В разных странах прорабатывались варианты поворачиваю­щихся и отстреливаемых вбок кресел с пилотами так, чтобы они выходили из области, ометаемой несущим ротором. Однако эти системы также не пошли в эксплуатацию из-за малой эф­фективности. «Отстрел» вбок ‘иногда производился мощными пружинами, а не пиромеханизмами, как на катапультных крес­лах. После неудачных опытов с отстрелами кресел вбок спасе­ние предполагалось обеспечить на новых вертолетах без ката­пультирования с использованием более прочных кресел, обору­дованных пятиточечной системой фиксации летчика (двумя пле­чевыми, двумя поясными и одним межбедерным ремнями) с применением специальных надувных камер и жилетов с воро-

Система состоит из камер, вшитых в плечевые ремни, под­весной системы газогенератора с твердыми исходными компо­нентами и датчика, сигнализи­рующего о пороге перегрузки. После срабатывания датчика процесс газификации и запол­нения камер образовавшимися газами длится 0,025 с. При этом выбирается слабина привязных ремней, фиксируется туловище и предотвращается «кивок» го­ловы. Зарубежные обозревате­ли предполагают, что подобная система уменьшит с 50 до 15% число травм лица, приводящих к гибели, т. е. в три раза (рис. 75).

В начале 1970-х гг. американ­ская фирма «Стенли» разработа­ла и испытала новую систему спа­сения летчика, которая полу-

Рис. 75. Кресло члена экипажа вер-
толета с аитиударным амортизирующим
устройством (Англия)

чила название «Янки». Основное отличие этой экзотической системы от всех остальных в том, что здесь летчик вытягивается без кресла из кабины самолета реактивным двигателем, а не вы­талкивается стреляющим механизмом катапультного кресла. К преимуществам такой системы следует отнести небольшую мас­су кресла, его компактность, исключение травм позвоночника от действия перегрузок, возможность установки кресла там, где дру­гие кресла не размещаются, малую высоту безопасного ката­пультирования, лучшие условия для устойчивости, малое потреб­ное отверстие для выхода летчика. Летчик вытягивается в по­ложении стоя (рис. 76).

Основа этой системы — вытяжной ракетный двигатель. Мас­са его вместе со стреляющим механизмом всего 10 кг. Продол­жительность работы — 0,57 с. На переднем конце ракеты раз­мещены два сопла, отклоненные на 30° назад, и скосы для вра­щения с целью стабилизации.

Получив команду о катапультировании, которая поступает после отстрела лопастей и сброса фонаря, срабатывает пиропат­рон стреляющего механизма, выталкивающего ракету с началь­ной скоростью 35 м/с, с перегрузкой не более 15 ед.

После полного выхода буксировочного фала воспламеняется ракетный двигатель, который вытягивает человека с креслом из кабины. Как только летчик выйдет полностью из кабины, он отделяется от кресла, остающегося в кабине, и продолжает движение под действием тянущей силы ракеты. После израсхо­дования 95% энергии подвесной трос отсоединяется от под­вески человека и остаток энергии расходуется на удаление ра­кеты от человека. На высоте менее 5000 м с временной задержкой 1,3 с после отделения летчика от подвесного троса раскрывает­ся его парашют.

В 1960-х гг. считалось, что эта система как нельзя лучше будет подходить для спасения экипажа с боевых вертолетов, но это оказалось не так: над вертолетом вращается несу­щий винт, пройти через него невозможно — зарубит. Поэтому катапультированию летчиков с вертолетов должен предшество­вать отстрел лопастей несущего винта. Западногерманский науч­но-исследовательский центр в 1970-х гг. провел испытания систе­мы вытягивания летчиков из боевого вертолета методом «Янки» с помощью связки твердотопливных ракет, но практического применения этот метод не получил.

Результаты многолетней эксплуатации и изучение статисти­ческих материалов по авариям вертолетов привели зарубежных специалистов к совсем иному решению, свидетельствующему, что возможность использования средств аварийного покидания на вертолетах ограничена особенностями его боевого примене­ния на предельно малых высотах и сравнительно больших ско­ростях, а также сложностями принятия летчиком решения на покидание. В целом эффективность благополучного использова­ния этих средств будет ниже, чем для самолетов, и составит примерно 40…60%. Использование же перспективных средств противоударной защиты вертолетов, рассчитанных на весь диа­пазон скоростей аварийного приземления, может снизить смерт­ность практически до нуля и значительно сократить число травм. Требования к этим средствам были определены из анализа па­раметров аварийных посадок вертолетов. Их шасси способны выдерживать, не разрушаясь, приземление с вертикальными скоростями до 12…15 м/с, при этом за счет срабатывания ава­рийных камер шасси обеспечивается гашение вертикальной скорости до 6…8 м/с.

Остальная часть энергии ударного импульса гасится при срабатывании амортизаторов кресла. Потерянная при этом ско­рость составляет 8 м/с, а ударная перегрузка уменьшается с 46 до 14,5 ед. Эти требования реализованы фирмами «Худ — жис» и «Норт» (США) и фирмой «Мартин-Бейкер» при разра­ботке кресел членов экипажей перспективных вертолетов.

В качестве примера можно привести ударозащитное брони­рованное кресло HACS (Helicopter Armoured Crashworthy Seat),

Рис. 77. Ударозащитиое бронированное
вертолетное кресло HACS фирмы
«Мартин-Бейкер» (Англия)

разработанное фирмой «Мартин — Бейкер» (рис. 77), которое уста­навливается на вертолете А-129 «Агуста».

Кресло HACS оборудовано обычным устройством, поглощаю­щим энергию удара при аварийной посадке вертолета и состоящим из пуансона, по которому скользят с натягом стальные кольца. Ус­тройство разработано в соответ­ствии с требованиями американ­ского стандарта и снижает удар­ные вертикальные перегрузки до приемлемого уровня.

Во время испытаний кресло HACS обеспечивало снижение ударных перегрузок с 50 до 22,4 ед. По бокам кресла, снизу и сзади установлены легкие. плоские пуленепробиваемые плиты: чашка кресла выполнена из кевлара и керамического компо­зиционного материала на основе карбида бора. Бронированное кресло обеспечивает защиту при стрельбе очередями пулями калибром 7,62 мм и при одиночной стрельбе пулями калибром 12,7 мм. Масса бронированных плит из композиционного мате­риала на 50% меньше, чем масса аналогичных стальных плит.

Кресло HACS, его привязная система, подушка, диапазон регулировки чашки, по мнению специалистов, обеспечивают необ­ходимый комфорт летчику, уменьшают утомляемость и способст­вуют надежной фиксации поясничного отдела при ударных наг­рузках.

К отказу от катапультирования на вертолетах фирмы пришли в результате глубокого анализа статистических мате­риалов, которые, как мы уже не раз отмечали, дают возмож­ность правильного выбора направления конструктивных разра­боток. Отсутствие качественных статистических материалов приводит к необоснованной трате средств, потере времени и, как следствие, к потерям летного состава.

Приведенный в газете «Московская правда» от 13 февраля 1987 г. случай спасения экипажа вертолета «Ми-8» с исполь­зованием посадки на авторотации можно приобщить к статис­тике не в пользу катапультирований с вертолетов:

«Ми-8» шел с одним выключенным двигателем, как и пре­дусматривала программа тренировочного полета. Летчик-испыта­тель Государственного научно-исследовательского института
гражданской авиации (ГосНИИГА) Провалов «вывозил» эки­паж другой организации, обучая вести вертолет в такой ситуа­ции. Внезапно выключился и второй двигатель — выполняя команду командира, ошибся бортмеханик. До земли чуть боль­ше 200 метров. Единственный вариант спасения — посадка нй авторотации, т. е. своего рода планировании (парашютировании).

Но одно дело, когда к авторотации готовятся заранее, и сов­сем иное, когда ты застигнут врасплох. Провалов приземлился, продемонстрировав высокий класс пилотирования, ему пришлось включиться в управление вертолетом, отобрав его у обучаемого летчика, т. е. практически какая-то часть высоты еще была поте­ряна, и все обошлось благополучно. Начни в таких условиях покидание вертолета прыжками, катапультированием с предва­рительно отстрелянными лопастями винта, обычными ли ката­пультными устройствами или системами типа «Янки», не дос­читались бы уцелевших членов экипажа. А амортизационные кресла — это дополнительная гарантия спасения».