НЕКОТОРЫЕ ХАРАКТЕРНЫЕ НЕДОСТАТКИ КАТАПУЛЬТНЫХ КРЕСЕЛ

К середине 1960-х гг. в авиации ВМФ США, Англии и Шве­ции было отмечено значительное число повреждений позвоноч­ника после катапультирований в креслах фирмы «Мартин — Бейкер». Аналогичные явления наблюдались и при использова­нии катапультных кресел в ВВС США. Было отмечено, что число повреждений позвоночника* колебалось в пределах от 20 до 43% при применении кресел в ВВС и ВМФ других стран.

Исследованиями установлено, что одной из основных причин повреждений позвоночника являлись слишком большие пере­грузки, допускавшиеся при катапультировании. Допускались максимальная перегрузка 20 g в течение не более 0,1 с и скорость ее нарастания 250…300 g/c.

Другой причиной частого повреждения позвоночника явля­лись конструктивные недостатки, которые приводили к искрив­лению позвоночника и снижению его механической прочности.

В перечень исследованных недостатков входили и такие, с которыми приходилось встречаться и в отечественной практике, например перечисленные ниже.

1. Несовершенная форма спинки кресла. На некоторых ти­пах кресел несовершенная форма спинки увеличивает изгиб позвоночника в момент принятия необходимой перед катапуль­тированием позы. Контур спинки рекомендуется с небольшой выпуклостью в районе естественного поясничного изгиба позво­ночника или совершенно плоский.

2. Неправильная компоновка кресла. Как показали исследо­вания рентгеновских снимков человека, сидящего в кресле, нормальное положение позвоночника не нарушается, если угол между бедром и корпусом летчика составляет 135°. При уве­личении или уменьшении этого угла происходят перемещение нижней части корпуса и изгиб позвоночника. Это явление харак­терно для кресла с короткой чашкой сиденья, недостаточной ее высотой над полом кабины, отсутствием подножек.

3. Недостатки привязной системы. Большинство привязных систем не обеспечивают прочного крепления корпуса к креслу, допуская отклонения его верхней и нижней частей при катапуль­тировании. На некоторых типах кресел точка крепления плече­вых ремней расположена ниже уровня плеч, что ухудшает фик­сацию верхней части туловища и одновременно создает допол­нительные нагрузки на позвоночник при катапультировании. Теоретически привязная система может обеспечить оптимальную фиксацию теда, если точка крепления плечевых ремней распо­ложена на уровне плеч, а нагрузки на позвоночник можно зна­чительно уменьшить с помощью дополнительного подмышечного ремня, охватывающего грудную клетку.

4. Наличие угла между продольной осью позвоночника и направлением катапультирования. Рентгеновские снимки пока­зали, что даже в случае правильного положения тела летчика в кресле естественные изгибы позвоночника приводят к появлению нежелательного угла с линией действия перегрузок катапульти­рования, величина которого доходит иногда до значения 15°. На некоторых катапультных креслах, по конструктивным сооб­ражениям, уже имеется угол между стенкой кресла и линией катапультирования. Таким образом, общий угол между осью позвоночника и направлением действия перегрузок может дости­гать 30°. Наличие такого угла создает значительные попереч­ные силы, действующие на позвоночник при катапультировании и способствующие его деформации. Рекомендуется величину этого угла по возможности уменьшать.

5. Недостатки подкладной упаковки кресла. В соответствии с компоновкой многих катапультных установок в чашке кресла обычно укладывается НАЗ, сверху располагается мягкое сиденье. При недостаточно прочном креплении всей упаковки в чашке сиденье может переместиться, исказив позу летчика.

Мягкость сиденья и правильность укладки упаковки, рас­положенной под летчиком, имеют большое значение, так как эти факторы влияют на интенсивность динамического удара при ка­тапультировании. Эффект динамического удара сильнее прояв­ляется при излишне мягком сиденьи или слишком высокой упа­ковке НАЗа, когда кресло начинает двигаться, а тело человека некоторое время остается неподвижным за счет деформации сиденья и НАЗа. После полного обжатия мягких элементов тело человека разгоняется до скорости движения кресла, но за меньший промежуток времени, испытывая при этом большие перегрузки. В свое время для борьбы с этим явлением были разработаны специальные энергопоглотительные материалы для сиденья, которые рекомендуется сочетать с жестким креплением контейнера НАЗа.

6. Недостаточный зазор между стеклом фонаря и защитным шлемом летчика. На некоторых самолетах в качестве резерв­ного способа принят способ катапультирования через остекле­ние фонаря. Результаты проведенных в аналогичных условиях экспериментов не выявили увеличения перегрузки в случае ка­тапультирования через остекление. Однако из опыта эксплуа­тации известно, что летчики стремятся во время полета подни­мать чашку кресла вверх для улучшения обзора, так что в случае катапультирования через остекление фонаря ЗШ летчика первым касается остекления и при его разрушении восприни­мает динамические нагрузки.

Таким образом, катапультирование через остекление фонаря возможно, если разрушение остекления производится конструк­тивными элементами кресла и голова летчика находится ниже этих элементов. Специальные пробойники на некоторых типах кресел часто не удовлетворяют этим условиям. На некоторых самолетах в остекление фонаря заделывается шнур с пороховым составом. При катапультировании он взрывается и «вырезает» кусок остекления для беспрепятственного прохождения кресла с летчиком.

7. Неудобное расположение лицевой шторки. Некоторые за­рубежные фирмы еще не отказались от применения привода катапультирования, совмещенного с функцией защиты лица лет­чика (шторки). При этом верхняя часть ЗШ летчика расположена выше скобы шторки. При вытягивании шторки голова и плечи летчика под действием сил трения между самой шторкой и выс­тупающими частями ЗШ отклоняются вперед, что вызывает изгиб позвоночника.

8. Недостатки системы управления катапультированием. Роль системы управления катапультированием столь ответствен­на, что эта система должна полностью исключать самопроиз­вольное срабатывание при любой ситуации. Случайное катапуль­тирование в воздухе влечет за собой то, что остается неуправ­ляемым самолет, летящий в дальнейшем без летчика, а это мо­жет привести к непредсказуемым бедствиям.

Электросистема управления выстрелом катапультного кресла, включенная в бортовую самолетную электроцепь, постоянно находящуюся под напряжением, не исключает случайного сра­батывания кресла. К сожалению, практика свидетельствует о нередких случаях отказов различных самолетных систем в поле­те, связанных с отказами электропитания. По этому поводу не­редко иронически говорят, что в электротехнике, электронике, радио, телевидении и радиолокации существует два возмож­ных дефекта: отсутствие контакта, когда он нужен, и наличие контакта, когда он не нужен.

Для электропитания систем кресла применяют автономный источник, который начинает вырабатывать электроэнергию только после его преднамеренного включения.

Самолет в воздухе может остаться без летчика и в том слу­чае, если ручка катапультирования не будет иметь блокировки или она не будет защищена каким-либо иным способом от непро­извольного, случайного срабатывания.

Падение неуправляемого самолета, оставшегося без летчика, совершавшего тренировочный полет, может привести к тяжелым последствиям, а если в самолете будут находиться боеприпасы, последствия будут еще тяжелее. Кроме того, летящий без лет­чика самолет, представляет огромную опасность в секторе воз­душного движения для других летящих самолетов, так как может с ними столкнуться.

В печати уже приводилось несколько подобных ситуаций:

«…Более 640 км пролетел без летчика истребитель бомбар­дировщик военно-морских сил США над штатами Невада и Юта перед тем, как разбиться в 25 км от населенного пункта Прово в штате Юта. Об этом случае сообщил представитель ВМС США. Пилот самолета случайно катапультировался после того, как выполнил упражнения по бомбометанию на полигоне. Целый час неуправляемый бомбардировщик находился в воздухе, представляя угрозу для жизни людей».

Непреднамеренные катапультирования происходили и в нашей стране.

В начале 1970-х гг., вскоре после внедрения катапультных

кресел К-36 на самолете Су-24, с одним из летчиков этого само­лета произошел такой случай. После закрытия фонарей и за­пуска двигателей неожиданно раздался сильный хлопок, кабина окуталась дымом, и один из летчиков катапультировался. Спустя считанные секунды он приземлился в 70-ти м от своего стоявшего самолета.

Этому летчику повезло. Система спасения обеспечивает сра­батывание всех систем при катапультировании с уровня зем­ли при наличии у самолета хотя бы минимальной скорости 70 км/ч. Поэтому она могла спасти летчика на стоянке только при сочетании благоприятных параметров: массы летчика, темпе­ратуры заряда, расположения центра массы системы человек — кресло и т. п.

Самопроизвольное срабатывание произошло на стоянке и осо­бой угрозы не представляло. Произошел подобный случай на самолете другого типа. На нем устанавливалось кресло, обору­дованное специальной системой автоматического катапультирова­ния, которая применяется в условиях корабельной эксплуата­ции, на случай сваливания. Летчику, взлетевшему в одном из городов, вскоре после взлета пришлось катапультироваться и тут же приземлиться. Самолет, оставшийся без летчика и ката­пультного кресла, некоторое время летел и по чистой случай­ности не упал на встретившийся на его пути город, а призем­лился в нескольких километрах от него…

И вновь непреднамеренное катапультирование происходит уже на двухместном тяжелом самолете. К счастью, самолет летел над малонаселенным районом. Полетав без управления еще какое-то время, он упал в степи, причинив материальный ущерб, равный стоимости самого самолета, люди при этом не пострадали.

Очередное самопроизвольное срабатывание произошло на стоянке на двухместном самолете с теми же катапультными креслами. На этот раз пострадали люди, обслуживавшие этот самолет: один человек погиб, двое были ранены.

При проектировании и создании новых технических средств случаются просчеты, однако в случае их выявления принятые меры должны исключать повторения.

Здесь были приведены наиболее характерные недостатки се­рийных катапультных кресел различных конструкций. Создавая новые катапультные кресла, разработчики должны стремиться избежать уже известных конструктивных недостатков, что являет­ся одной из важнейших их задач.