20 июля 2017 г. 21:26:14
Катапультное кресло современного самолета - сложнейшая система, которая должна уметь спасать пилота на любой высоте и скорости. О том, как именно это происходит и почему американские военные в 1990-е годы любой ценой хотели получить информацию о российских разработках в этой сфере, рассказывает военный летчик Дмитрий Дрозденко.
8 июня 1989 года, аэродром в местечке Ле Бурже, всего 12 километров от Парижа. Советский летчик-испытатель Анатолий Квочур поднял в воздух МиГ-29 для выполнения демонстрационной программы. Сразу после отрыва от полосы самолет закрутил «мертвую петлю», затем «колокол» с разворотом, двойную горизонтальную бочку, «квадратную петлю», вираж и начал пролет на минимально допустимой скорости. Этот режим, когда мощная реактивная машина буквально «ползет» по воздуху на запредельных углах атаки, очень эффектен, но одновременно и опасен.
И вот, в тот момент, когда многотонной машине важен каждый килограмм тяги, происходит хлопок с видимым выбросом пламени из двигателя. Самолет на мгновение замирает в воздухе и начинает валиться вправо-вниз. Из-за попадания птицы в воздухозаборник произошел помпаж правого двигателя. Отказ движка случился на критически малой скорости и высоте. До земли 92 метра, машина неуправляемо падает. В этот момент летчик-испытатель катапультируется, причем нос самолета практически «смотрит» на землю, а крен достиг 90 градусов.
Обыкновенное чудо
Судя по видеозаписи и расчетам специалистов, на высоте 16–17 м летчик был еще в кресле и падал со скоростью 25–30 м/с. Купол парашюта наполнился перед самой землей и успел снизить скорость падения до 11 м/с. Помогла взрывная волна от упавшего самолета: она отбросила летчика по касательной и «поддернула» купол парашюта. Скорость снижения все равно была в два раза больше положенной, но это дало возможность сохранить жизнь пилоту.
http://www.youtube.com/watch?v=1-qbYNM5IPk
Конечно, Анатолий Квочур получил травмы, но, как сказали в репортаже с авиасалона: «Советский летчик отделался синяками и легким ушибом спины». Более того, на следующий день наш летчик-испытатель снова поднялся в небо, но уже на другом МиГ-29. Что это было — чудо?
Это было не чудо, а советское катапультируемое кресло К-36, которое спасло летчика в безнадежной для зарубежных машин ситуации. Тогда для них высота покидания 90 метров при практически нулевой скорости была смертельна. Даже если «убрать» показатели крена и тангажа, в которых в момент катапультирования находился самолет, зарубежные системы спасения не сохранили бы жизнь своему пилоту.
Неудивительно, что после этого публичного инцидента к нашим системам катапультирования был проявлен очень пристальный интерес. Развал СССР и последовавшие за этим «лихие» девяностые позволили американцам практически за бесценок получить наши уникальные технологии спасения, но об этом чуть позже.
Везунчик Смит
Разгонитесь на машине до 100 км/ч и высуньте руку в окно. Чувствуете? А теперь представьте не руку, а всего себя и на скорости 1300 км/ч. В 1955 году себя и свое везение испытал американский летчик-испытатель Джон Смит, он первым в мире катапультировался на сверхзвуке. При испытаниях истребителя F-100A на высоте 11 300 метров неожиданно заклинило управление. Самолет пошел в крутое пике, скорость постоянно возрастала, достигнув 1300 км/час. Когда высота снизилась до критической, Смит решил катапультироваться. Он знал, что два случая покидания самолета на сверхзвуковой скорости закончились очень плачевно, но выбора не было.
Страшный динамический удар превратил его лицо в кровавое месиво, кресло, не имевшее стабилизации, бешено кувыркалось в воздухе. Когда парашют раскрылся, кресло отцепилось, и Смит упал в воду, состояние его было ужасно. У него был отрезан кончик носа.
Отсутствовали ботинки и носки. Вся одежда была изодрана в клочья.
Желудок настолько надулся воздухом, что находящийся без сознания пилот покачивался в воде, как поплавок. Его тут же подобрали и направили в госпиталь, где он пришел в себя лишь через 5 дней. Смиту очень повезло.
Этот случай наглядно показал, что США испытывают большие проблемы с системами спасения пилотов, и хотя со временем они значительно продвинулись в этой сфере, многие из них по-прежнему остались.
Летающее кресло
Главная задача катапультируемого кресла — отвести пилота на безопасное расстояние от терпящей бедствие машины, обеспечить достаточную высоту для открытия парашюта и гашения вертикальной скорости. При этом хрупкое человеческое тело должно быть защищено от встречного воздушного потока — вспоминаем «руку в окне» и опыт Джона Смита. Для этого специальная система за доли секунды «собирает в кучу» тело пилота. Подтягиваются ремни, ноги «подбиваются» вверх, ограничители прижимают руки к телу. Тело фиксируется в оптимальном, сгруппированном положении.
Мощный воздушный удар снимается специальным дефлектором. Перегрузка — а кресло должно за доли секунды успеть «перекинуть» пилота через киль самолета — должна нарастать равномерно, так, чтобы не травмировать человека. Этим занимается специальные реактивные двигатели.
Кресло не должно «крутиться» в воздушном потоке. Здесь важную роль играет система аэродинамической стабилизации. Она включает в себя два стабилизирующих парашюта на раздвигающихся телескопических штангах. Система обеспечивает такое положение кресла, чтобы перегрузки, которым подвергается пилот, шли по линии «спина-грудь», они переносятся легче, а не «голова-таз», что чревато потерей сознания. Лишь после этого самого ответственного этапа катапультирования происходит ввод в поток спасательного парашюта, расфиксация летчика и отделение его от каркаса кресла.
Все это происходит за одну секунду. Вместе с пилотом на парашюте к земле отправится только крышка сиденья, под которым расположен носимый аварийный запас (НАЗ) и аварийный запас кислорода. Сложнейшая техническая задача, ведь после катапультирования летчик должен вернуться в строй. Это важно не только с человеческой точки зрения, но и с экономической. Подготовка обычного пилота стоит до трети стоимости истребителя, а «стоимость» аса ее превышает. Как вы понимаете, создать подобную систему — сложнейшая задача.
История обмана
В начале статьи я рассказал про аварию МиГ-29 на международном авиасалоне в Ле Бурже. Спустя всего четыре года ведущая американская научно-исследовательская лаборатория ВВС США «ArmstrongLaboratory» опубликовала большой доклад о русском катапультном кресле К-36Д. «Опыт использования принятых в ВВС США катапультных кресел неудовлетворителен», — заявил директор лаборатории Томас Мур. По его мнению, исправить эту ситуацию можно было за счет советских технологий. Спасти американцев должно было катапультируемое кресло К-36Д, которое было спроектировано и изготовлено на заводе № 918 МАП. Сейчас это предприятие называется НПП «Звезда им. Г. И. Северина».
Тогда же осуществлялась межправительственная программа оценки зарубежных сравнительных технологий Foreign Comparative Testing (FCT) «Россия — США», что-то вроде одностороннего «обмена опытом». Программа существует и сейчас. Ее цель – проверка высоких военных технологий союзников США для их последующего применения Пентагоном. Главные задачи: «…снижение собственных затрат на разработку, производство и эксплуатацию военной техники. Совершенствование военно-промышленной базы США…» Обратите внимание: написано именно США, не общей, союзнической армии и промышленности, а только американской.
Гешефт на двадцать миллионов
В рамках этой программы штатовские специалисты привезли в Россию самую совершенную контрольно-записывающую аппаратуру с использованием портативной компьютерной техники и по полной программе испытали наше катапультируемое кресло К-36Д с записью всех параметров. Все заявленные характеристики были подтверждены, после чего наша оборонка вместе с американскими инженерами модернизировала свое детище до уровня К-36Д-3,5А. Бюджет совместных работ составил всего 21 миллион долларов.
Вы только подумайте – двадцать один миллион. Да, мы получили деньги на модернизацию своего изделия, а американцы получили то, что реально стоит в десятки раз дороже. Одновременно с работами в рамках программы FCT фирма «McDonnell Douglas» вела масштабные и дорогие НиОКР по созданию новых ракетных двигателей для катапульт, систем их управления и пространственного ориентирования. Интересно, но эти очень затратные и многомиллионные работы завершились в 1995 году, именно тогда и закончилась программа FCT.
В 1997 году в США провели испытания модифицированного кресла ACES-2, оборудованного инерционными стабилизаторами. Но тогда американцам так и не удалось полностью решить проблему ограничения разброса рук и ног летчика. Испытания этих катапульт на самолете F-15 выявили большой риск телесных повреждений, и стали основанием для более жестких требований к массе и росту летчика.
Фиксаторы рук и ног для американцев в итоге сделали японцы. Был определен предел относительно безопасного катапультирования — 1100 км/ч. Кстати, российское кресло К-36Д-3,5А обеспечивает спасение на скорости до 1390 км/ч. Пентагон признал уникальность разработок НПП «Звезда», а с другой — американцы назвали программу FCT очень полезной для них.
Продолжение истории
Затем был инцидент 12 июня 1999 года на Международном авиасалоне в Ле Бурже, когда во время тренировочного полета истребитель Су-30МКИ на выходе из петли задел хвостовой частью землю и загорелся. Тогда командир экипажа Вячеслав Аверьянов и штурман Владимир Шендрик, отведя самолет от зрителей, успешно катапультировались на высоте 50 метров.
Гай Ильич Северин, комментируя это происшествие, заявил, что с помощью катапультных кресел производства «Звезды» было спасено более пятисот летчиков, среди которых только 3% не смогли вернуться в строй. «Это является наивысшим показателем в мире, поскольку кресла западных разработок обеспечивают возврат в строй около 55−60% катапультировавшихся пилотов», — подчеркнул он.
http://www.youtube.com/watch?v=Tvi_p9FYX38
При создании катапульт между русскими и американцами имеется принципиальная разница в подходе. Наши более глубоко прорабатывают вопросы спасения, поскольку советская, а теперь и российская военная доктрина ориентирована на максимальную безопасность летчика, с тем, чтобы он мог на следующий день вступить в бой. А для американских разработчиков важен только факт безопасного покидания самолета, а всё остальное не является зоной их ответственности. Иными словами, это ровно тот случай, когда запросы бизнеса вступают в противоречие с военными интересами.
Сейчас американцы имеют уже небольшие, но все-таки проблемы с системами жизнеобеспечения на F-22 Raptor — не работала кислорододобывающая установка. Есть проблемы с катапультным креслом на жутко дорогом F-35 Lighing II. Не знаю как, но катапульта, установленная на этом «произведении искусства» производства «Lokhid Martin», работает не очень хорошо, ведь неспроста на вес летчика снова наложены ограничения. Заложены ограничения и по высоте полета.
Надежность и доверие
Согласитесь, надежность и доверие к разработчику — наверное, самые важные качества продукции, предназначенной для спасения летчика. Если честно, то на моей памяти это единственный случай, когда сын жизнью отвечал за изделия отца. Герой России, инженер и космонавт-испытатель Владимир Гайевич Северин «летал» на отцовских катапультах, испытывал скафандры, рискуя при этом своей жизнью. Это как отец должен был верить в свои изделия, а сын доверять отцу и своим коллегам!
Может поэтому упрямая статистика говорит, что у нас после катапультирования возвращается в строй 97% летчиков, а в ВВС США этот показатель составляет только 50%? Может поэтому они очень старались получить наши технологии спасения, но получив их, все же не смогли существенно продвинуться дальше? Может поэтому на их системы жизнеобеспечения и спасения постоянно накладываются технические ограничения, из-за чего супердорогие самолеты-невидимки не могут полноценно летать?
У нас катапульты стоят не только на боевых самолетах, но и на спортивных машинах и даже на вертолетах. По системам спасения мы лучшие в мире. Но это не повод расслабляться и кричать об этом не весь мир на весь мир. Надо спокойно и уверенно продолжать делать свое дело.
Дмитрий Дрозденко
