Авиакосмическое предприятие ОАО «НПП «Звезда» представило на прошедшем недавно авиасалоне уникальные космические и авиационные разработки. В частности: новейшее катапультное кресло 5-го поколения К-36Д-5 (дальнейшее развитие легендарного катапультного кресла К-36 ДМ); не имеющую аналогов в мире уникальную катапультную систему для легкомоторных самолетов КС-2010; скафандр для работы в открытом космосе «Орлан – МК»; кислородно-добывающее оборудование для летчиков; перегрузочный костюм для пилотов самолетов и вертолетов; защитное снаряжение летчиков, включая защитные шлемы.
Как ранее говорил генеральный директор – главный конструктор «Звезды» Сергей Поздняков, ни одно кресло, даже известное всему миру К-36ДМ, спасшего более 800 летчиков, не проживет без определенной модернизации. Мы планируем улучшать «мозги» этого кресла, а если говорить проще, программы его управления. Кресло должно мгновенно определять скорость и высоту полета самолета, в каком положении он находится: в нормальном или перевернутом, как должны работать все системы, если летчик катапультировался не как обычно, вверх, а вниз или вбок.
Есть и еще один нюанс проектирования кресел. С одной стороны, самая важная задача – это спасение жизни летчика. С другой стороны – это эргономика кресла. Пилот, который должен при выполнении полета находиться в кабине самолета несколько часов, обязан в нем себя чувствовать комфортно: чтобы не затекала спина и ноги, не болели плечи.
Поэтому наше предприятие делает не только сами кресла, но весь комплекс снаряжения: защитные шлемы, противоперегрузочные костюмы, кислородную систему. Это оправданно и с точки зрения эргономики, и уменьшения времени проведения испытаний.
Катапультная система КС-2010 предназначена для малоскоростных самолетов легкого типа, включая учебно-тренировочные, спортивно-пилотажные, патрульные, сельскохозяйственные и другие легкие самолеты, относящиеся к авиации общего назначения.
В системах спасения КС реализован принципиально новый высокоэффективный метод аварийного покидания, не имеющий аналогов в мировой практике. При выдергивании пилотом ручки катапультирования отстреливается заголовник-контейнер с уложенным в нем парашютом. Заголовник разбивает стекло фонаря кабины и, удаляясь от самолета, вводит парашют за 0,2с в воздушный поток.
Одновременно срабатывает стреляющий механизм, который вытягивает пилота из кабины за подвесную систему и сообщает ему скорость, обеспечивающую безопасность его траектории относительно самолета. Кресло пилота остается при этом в кабине самолета. Нагрузки, которым подвергается пилот при использовании системы КС, не превосходят допустимых для любого человека, допущенного к парашютным прыжкам.
Внимание посетителей привлек и космический скафандр «Орлан – МК», который используют и российские космонавты, и зарубежные астронавты. Он «вырос» из скафандра полужесткого типа со встроенной в крышке входного люка системой жизнеобеспечения, предназначенного для полета советского человека на Луну.
К сожалению, он по ряду причин не состоялся, но скафандр для лунной экспедиции и опыт его создания не пропали даром. Он лег в основу разработки скафандра для обслуживания орбитальных станций типа «Орлан».
Скафандр «Орлан» модификации «Д» (длительность) дебютировал в 1977 году на станции «Салют-6». С тех пор эти скафандры постоянно совершенствовались, став скафандрами орбитального базирования на «Салютах» и «Мирах».
Сейчас в стандартный комплект «Орлана» входят пульты управления системами контроля, насосы и вентиляторы, источники электропитания, средства телеметрии. Связь из скафандра может поддерживаться между космонавтами вне станции, с самой станцией и с Землей посредством ретрансляции через станцию.
До сих пор созданы 4 модификации «Орланов». Первые две из них («Д» и «ДМ») были связаны с бортовыми системами орбитальных станций многопроводным кабелем, через который шли электроснабжение, связь и передача телеметрической информации о самочувствии космонавта и работе самого скафандра. «Орлан-ДМА» стал следующей, наиболее важной моделью семейства. Буква «А» означала, что он уже мог работать в автономном режиме вне кабельной связи со станцией. Это качество стало важным «приобретением», поскольку станция увеличивалась в размерах, и для того, чтобы добраться в случае необходимости до ее периферийных частей, длины кабеля уже не хватало. Для подстраховки космонавт связывал себя со станцией длинным фалом.
И, наконец, четвертая модель «Орлана» — «МК» применялась на «Мире». С некоторыми доработками она с успехом используется на МКС.
Если «Орлан-МК» рассчитан на 15 выходов в открытый космос продолжительностью около шести часов каждый. Плюс российских скафандров - космонавт может самостоятельно его надеть. У испытателей НПП "Звезда" эта процедура занимает одну-две минуты, у космонавтов в условиях невесомости чуть больше. В американский скафандр влезть не так просто - необходима помощь других членов экипажа, а сама процедура занимает гораздо больше времени.
Кроме того, российские скафандры проще в эксплуатации. В них могут работать как невысокие, так и высокие космонавты без замены элементов оболочки. Такая особенность достигается за счет использования в "Орланах" специальной системы регулирования длинны рукавов и штанин. В "Орлане" выше рабочее давление и на процедуру десатурации - процесса выведения азота из крови космонавта во избежание кессонной болезни, уходит около 30 минут, в то время как американским астронавтам приходится длительное время носить кислородную маску и, порой, ночевать в шлюзовом отсеке перед работой в открытом космосе.
И, наконец, тоже немаловажное достоинство российских "Орланов" - их цена. Они стоят на порядок дешевле американских.
Немного истории
До середины Второй мировой войны для покидания повреждённого самолёта пилот вставал с сиденья, переступал через борт кабины, вставал на крыло и спрыгивал в промежуток между ним и хвостовым оперением. Этот способ обеспечивал надёжное спасение на скоростях до 400-500 км/ч. Однако к концу войны скорости самолётов значительно выросли, и у многих лётчиков уже не хватало сил противостоять набегающему воздушному потоку.
По данным немецкой статистики, в конце 1930-х — начале 1940-х годов 40% покиданий самолетов через борт закончились катастрофами. Исследования, проведённые ВВС США в 1943 году, показали, что 12,5% покиданий самолётов, совершённых в 1942 году, закончились гибелью летчиков, а 45,5% - их травмами; значительная часть смертельных исходов была вызвана столкновениями с хвостовым оперением и другими частями самолёта; в повторных исследования 1944 года эти значения выросли до 15% и 47% соответственно. Назрела очевидная необходимость в новом способе покидания самолёта, в частности — принудительном выбросе кресла с лётчиком из кабины.
Экспериментальные работы по принудительному выбросу лётчика из самолёта проводились ещё в конце 1920-х — начале 1930-х годов, которые, однако, были призваны решить чисто психологическую проблему страха пилотов перед «прыжком в пустоту». В 1928 году на выставке в Кёльне была представлена система, осуществляющая выбрасывание пилота в кресле с прикреплённой к нему парашютной системой при помощи сжатого воздуха на высоту 6-9 метров.
Первые катапульты появились в 1939 году в Германии. Экспериментальный летательный аппарат Heinkel He-176 с ракетным двигателем был оснащен сбрасываемой носовой частью. Вскоре катапульты стали серийными: их устанавливали на турбореактивный Heinkel He 280 и винтовой Heinkel He-219.
13 января 1942 года лётчик-испытатель Гельмут Шенк на He-280 совершил первое в истории успешное катапультирование. Катапультные кресла устанавливались также на некоторых других немецких самолётах; всего за период Второй мировой войны немецкие лётчики совершили около 60 катапультирований. Первое в истории катапультирование на сверхзвуковой скорости совершил американский лётчик-испытатель Джордж Смит в 1955 году.
Катапультные кресла тех времен, их принято относить к первому поколению, выполняли единственную задачу — выбросить человека из кабины. Отлетев от самолета, пилот должен был по-прежнему самостоятельно отстегнуть ремни, оттолкнуть кресло и раскрыть парашют.
Второе поколение катапультных кресел появилось в 1950-х годах. Процесс покидания был уже частично автоматизирован: достаточно было дернуть рычаг, пиротехнический стреляющий механизм выбрасывал кресло из самолета, вводился парашютный каскад (стабилизирующий, затем тормозной и основной). Простейшая автоматика обеспечивала только задержку по времени и блокировку по высоте. На большой высоте парашют открывался не сразу.
Кресла третьего поколения появились в 1960-х годах, их начали оснащать твердотопливным ракетным двигателем, работающим после выхода кресла из кабины. Они были снабжены более совершенной автоматикой. На первых креслах этого поколения, разработанных НПП «Звезда», парашютный автомат КПА соединялся с самолетом двумя пневмотрубками и таким образом настраивался на скорость и высоту.
С тех пор техника шагнула далеко вперед. Но все современные серийные катапультные кресла все-равно относятся к третьему поколению. Это британское Martin Baker Mk 14, американские McDonnell Douglas ACES II и Stencil S4S, а также знаменитое российское К-36ДМ.
В частности, катапультное кресло К-36ДМ серии 2 обеспечивает спасение летчика во всем эксплуатационном диапазоне высот и скоростей полета, включая режимы движения самолета по аэродрому. Безопасное катапультирование гарантируется в горизонтальном полете с приборными скоростями от 0 до 1400 км/ч (числа М от 0 до 2.5) на высотах от 0 до 25 км, при маневрировании с перегрузкой от -2 до +4, на углах атаки до 30 град, углах скольжения до 20 град и углах крена до 180 град, при вращении самолета относительно продольной оси, а также на режимах разбега и пробега при скорости не менее 75 км/ч. Минимальная высота катапультирования при пикировании самолета с углом 30 град составляет 85 м, из положения перевернутого полета - 55 м (для скорости самолета 400 км/ч в обоих случаях). Максимальная перегрузка при аварийном покидании самолета составляет 18 единиц.
Чтобы осуществить катапультирование, летчик вытягивает вверх сдвоенную рукоятку управления системой катапультирования, после чего автоматически срабатывают в определенной последовательности системы аварийного сброса откидной части фонаря, стреляющего механизма катапультного кресла и механизма ввода в действие спасательного парашюта.
Защита летчика от возникающих при катапультировании перегрузок и воздействия скоростного напора воздуха обеспечивается высотным снаряжением летчика, принудительной фиксацией его в кресле, устойчивой стабилизацией кресла в процессе катапультирования, а при катапультировании на больших скоростях - дефлектором системы дополнительной защиты от воздушного потока.
Кресло К-36ДМ оборудовано двухступенчатым комбинированным стреляющим механизмом КСМУ-36, механизмом ввода парашюта, подвесной спасательной системой ПСУ-36 с 28-стропным парашютом, имеющим площадь купола 60 м2, системой стабилизации с двумя стабилизирующими парашютами, парашютными автоматами и полуавтоматами КПА-4М, ППК-1М-Т и ППК-У-Т.
Импульс тяги порохового ракетного двигателя катапультного кресла составляет 630 кгсс. Для поддержания жизнедеятельности летчика и передачи сообщения о его местонахождении после катапультирования на кресле установлена кислородная система, носимый аварийный запас НАЗ-7М и автоматический радиомаяк «Комар-2М» (Р-855УМ).
В состав НАЗ-7М входят спасательный надувной плот ПСН-1, продуктовый запас, лагерное снаряжение, средства сигнализации и медикаменты. Масса кресла К-36ДМ с кислородным оборудованием и НАЗом составляет 123 кг.
Таким образом, ОАО «НПП «Звезда» внесла свой весьма немаловажный вклад в развитие российской и международной аэрокосмической промышленности.
Валерий Елисаветский
