Un scaun ejectabil este un sistem conceput pentru a salva un pilot sau alți membri ai echipajului dintr - o aeronavă în situații de urgență. În documentația operațională și tehnică aerospațială internă se folosește termenul de scaun ejectabil [1] .
Scaunele ejectabile sunt utilizate în principal pe aeronavele militare și sportive (de exemplu, Su-26 ); Scaunul ejectabil a fost instalat și pentru prima dată în lume pe un elicopter ( Ka-50 ). Cele mai avansate modele de scaune ejectabile asigură salvarea piloților în întreaga gamă de altitudini și viteze ale acestei aeronave, oferind chiar și ejectare de la sol.
Scaunele ejectabile au fost instalate și pe prima navă spațială din seria Vostok ; utilizarea lor a fost avută în vedere atât în caz de accident, cât și pentru aterizare în condiții normale după finalizarea zborului [2] .
De regulă, scaunul ejectabil, împreună cu pilotul, este tras dintr-o aeronavă de urgență folosind un motor cu reacție (cum ar fi, de exemplu, K-36DM ), o încărcătură cu pulbere (cum ar fi KM-1M ) sau aer comprimat (cum ar fi un sport Su-26 ), după care scaunul este automat aruncat și pilotul coboară cu parașuta . Uneori sunt folosite poduri de salvare cu ejecție ( B-58 ) și cabine ( F-111 și B-1 ), coborând cu parașuta împreună cu membrii echipajului din interior.
Până la mijlocul celui de-al Doilea Război Mondial, pentru a lăsa un avion avariat, pilotul s-a ridicat de pe scaun, a pășit peste lateralul cabinei, a stat pe aripă și a sărit în golul dintre ea și coadă . Această metodă a oferit o salvare destul de fiabilă la viteze de până la 400-500 km/h. Cu toate acestea, până la sfârșitul războiului, viteza aeronavelor a crescut semnificativ și mulți piloți pur și simplu nu aveau suficientă forță fizică pentru a rezista fluxului de aer care se apropie.
Studiile US Air Force din 1943 au arătat că 12,5% din abandonurile de aeronave făcute în 1942 s-au încheiat cu moartea piloților (45,5% - răni), o parte semnificativă a deceselor au fost cauzate de coliziuni cu coada și alte părți ale aeronavei. ; în studiul de urmărire din 1944 , aceste valori au crescut la 15%, respectiv 47%. Este evidentă necesitatea unei noi modalități de părăsire a aeronavei, în special, ejectarea forțată a scaunului cu pilotul din cabina de pilotaj [3] .
Lucrări experimentale privind ejectarea forțată a unui pilot dintr-o aeronavă au fost efectuate la sfârșitul anilor 1920 și începutul anilor 1930, dar scopul lor a fost să rezolve problema pur psihologică a fricii piloților de a „sări în vid”. În 1928, la o expoziție din Köln , a fost prezentat un sistem care a ejectat un pilot pe un scaun cu un sistem de parașute atașat folosind aer comprimat la o înălțime de 6–9 m [4] .
Inventatorul cabinei cu posibilitate de ejectare este Anastas Dragomir (Anastase Dragomir; 1896-1966) - un inventator roman in domeniul aviatiei. Pe ea, Dragomir, împreună cu Tănase Dobrescu, la 3 noiembrie 1928, au primit brevetul francez Nr. Lucrarea lui Dragomir și Dobrescu a fost o versiune timpurie a scaunelor ejectabile moderne. Era într-adevăr un nou sistem de parașutism pe aeronave: fiecare pasager avea propria sa parașută, ceea ce făcea posibil, într-un moment critic, separarea scaunului de avion împreună cu pasagerul care stătea în el, conducându-l afară printr-o gaură specială. Dragomir a reușit să obțină finanțare pentru proiectul său după mai multe încercări nereușite și a trecut la construirea „cabinei de ejectare”. Invenția a fost testată pe 28 august 1929 pe un avion Avions Farman pilotat de pilotul Lucien Bossoutrot pe Aeroportul Paris-Orly. Ziarele franceze au scris că testele au fost finalizate cu succes. Întors în România, la 26 octombrie 1929, Dragomir, împreună cu un inginer aeronautic român, căpitanul Constantin Nicolau, a repetat cu succes experimentul pe un avion Avia pe Aeroportul Băneasa din București. A continuat să-și îmbunătățească invenția și a primit brevetul românesc #40658 în 1950 pentru „compartimentul pentru parașute”. În 1960, a primit brevetul nr.41424 pentru aeronave de transport echipate cu cabine de ejectie.
Primele catapulte germane au apărut în 1939 . Aeronava experimentală Heinkel He-176 propulsată de rachete a fost echipată cu un nas. În curând catapultele au devenit în serie: au fost instalate pe turboreactorul Heinkel He 280 și pe pistonul Heinkel He-219 . Pe 13 ianuarie 1942, pilotul de testare Helmut Schenk a zburat cu He-280 pentru prima dată în istorie pentru a ejecta cu succes [5] . Scaunele ejectabile au fost instalate și pe alte avioane germane; în total, în timpul celui de-al Doilea Război Mondial, piloții germani au făcut aproximativ 60 de ejecții [6] .
Scaunele ejectabile din prima generație au îndeplinit singura sarcină - să ejecteze forțat o persoană din carlingă. Îndepărtându-se de aeronavă, pilotul a trebuit să desfacă independent centurile, să împingă scaunul și să deschidă parașuta. Fotoliul a fost aruncat în sus de o încărcătură pirotehnică de expulzare , al cărei inițiator a fost un squib . Fotoliile de acest tip, de exemplu, au fost folosite pe avioanele de luptă sovietice de prima generație ( Su-9 , MiG-15 și o serie de alte tipuri de avioane).
Odată cu creșterea vitezei de zbor a fost necesară creșterea puterii încărcăturii de expulzare pentru a garanta aruncarea scaunului deasupra elementelor structurale ale aeronavei (coada verticală). Acest lucru a condus la un risc crescut de rănire a pilotului (până la și inclusiv o fractură a coloanei vertebrale) din cauza forței g mai mari la tras. Problema trebuia rezolvată.
Așa că în avioane au apărut scaune ejectabile, doborând . Acest lucru a redus sarcina asupra corpului uman și a redus riscul de rănire, dar, în același timp, a limitat înălțimea vehiculului de evacuare (de exemplu, pe o aeronavă Tu-22 , altitudinea minimă de evacuare în zbor la nivel este de cel puțin 230- 245 de metri deasupra suprafeței terenului). Pentru o lungă perioadă de timp, astfel de scaune au fost utilizate în mod obișnuit pe mai multe tipuri de aeronave (de exemplu, scaune KT-1 pe Tu-16 , din anii 50 până la dezafectarea aeronavei la începutul anilor 90 ai secolului XX).
Pentru a reduce sarcina în timpul ejectării în sus, s-a decis să se utilizeze mecanisme de tragere în două etape : prima etapă este o încărcătură de expulzare relativ mică care aruncă scaunul în sus, după care a fost lansat imediat motorul de rachetă solidă (verificator de pulbere), care, cu o accelerație acceptabilă pentru corpul uman, a fost garantat să arunce scaunul la o înălțime de ieșire sigură. Astfel, a devenit posibilă ejectarea în siguranță a pilotului în timpul desfășurării unui accident la sol, în timpul rulării sau alergării aeronavei de-a lungul pistei. Conform standardelor sovietice, viteza minimă a aeronavei ar fi trebuit să fie de cel puțin 130 km/h pentru a garanta umplerea baldachinului parașutei de salvare.
Cu toate acestea, în acest moment a existat o altă creștere bruscă a vitezei și altitudinilor de zbor a aeronavei. Când scaunul a părăsit cabina în astfel de condiții, o persoană a fost deja rănită de fluxul de aer care se apropia - până la fracturi ale brațelor și picioarelor, rupturi ale țesuturilor faciale și alte efecte nu mai puțin neplăcute.
Rezolvarea acestei probleme a necesitat o abordare integrată. Așa a fost dezvoltat echipamentul de protecție al pilotului - inițial erau căști de protecție rigide din fibră de sticlă purtate deasupra căștilor , apoi au devenit un singur produs; au fost folosite și salopete special croite și cizme de zbor . În scaunele ejectabile, au început să fie utilizate mecanisme speciale - limitatoare declanșate automat pentru răspândirea brațelor și picioarelor. Pentru a exclude leziunile coloanei vertebrale, au început să instaleze un mecanism de strângere forțată a centurilor de siguranță , care, în momentul ejectării, a apăsat strâns corpul pilotului pe spatele scaunului.
Dezvoltarea echipamentelor de salvare și protecție personală pentru pilot fusese încredințată anterior unei întreprinderi special organizate în aceste scopuri, acum este CNE Zvezda .
Informații de referință. Data organizării întreprinderii - 2.10.1952 Denumirea întreprinderii în diferiți ani: Uzina nr. 918 MAP (p/o caseta 1052), Fabrica de mașini „Zvezda” 7 GU MAP, NPO, Întreprindere de cercetare și producție ( CNE) „Zvezda” / I A-3927); OAO CNE Zvezda. Adresa postala: poz. Tomilino-2, districtul Lyubertsy, regiunea Moscova, st. Gogol, 39. Direcția de activitate: dezvoltare și testare scaune ejectabile, costume spațiale și măști de gaz pentru personalul de zbor, echipamente de parașute; dezvoltarea și producția de sisteme de susținere a vieții și de salvare pentru echipajele și pasagerii aeronavelor aviatice și spațiale: scaune ejectabile, echipamente de protecție, echipamente pentru oxigen, costume spațiale și vehicule în spațiu deschis, instrumente de prevenire a imponderabilității, scări de urgență, plute și veste; alarme de incendiu și stingătoare de incendiu; sisteme de realimentare în zbor; Echipament medical. Creat de: parașuta PNL-45 (1953); costume de aviație și spațiale : Vorkuta pentru Su-9 , Sokol pentru nava spațială T-4 și Soyuz (1973), costum Swift pentru Buran, costum de compensare VKK-6 pentru echipajul MiG-31 , costum "Cormorant" pentru echipaj de la Tu-160 ; SK-1 pentru nave spațiale „Vostok”, „Berkut” și „Orlan” pentru spațiu deschis, „Orlan-DMA” cu o unitate de manevră, „Hawk”, „Gyrfalcon” pentru programul lunar; Casca de pilot PM-12/03 pentru sistem de vizare montat pe casca; Scaune ejectabile: K-22 pentru Tu-22 (1958), K-36, K-36D, K-36LT, K-36M (11F35) pentru Buran OK (anii 1980), sistem cu reacție K-37-800, SKS-94 pentru aeronave ușoare (1995); scaun cu absorbție de energie „Kazbek” pentru SA SC „Soyuz”; scaun cu pernă a elicopterului Pamir-K; vehicul autonom al cosmonautului SPK (1989); sisteme de realimentare în zbor: KAZ-831, UPAZ-1; oxigen, echipamente de mare altitudine; compartiment de blocare moale pentru nava spațială Voskhod (anii 1960); haine, rezervoare de apă, NAZ și dispozitive de canalizare pentru navele spațiale "Soyuz" (anii 1960). Producție în serie: costum spațial "Sokol" (1973) - mai mult de 280.La viteze supersonice mari, atunci când scaunul părăsește cabina de pilotaj, are loc un șoc dinamic puternic, iar echipamentele existente în acei ani nu puteau garanta pilotului o ieșire în siguranță din aeronavă. Din acest motiv, au existat restricții privind parametrii de altitudine și viteză ai evadării, cu alte cuvinte, pentru o evacuare în siguranță, pilotul trebuia să resetați viteza și altitudinea aeronavei de urgență la valorile recomandate în RLE. . Desigur, acest lucru a fost inacceptabil din motive de siguranță (dar astfel de restricții sunt încă în vigoare pentru toate tipurile de aeronave).
Una dintre căile de ieșire în această situație a fost lăsarea echipajului aeronavei într-o capsulă detașabilă. Lucrări în această direcție au fost efectuate în mai multe țări din întreaga lume. Unele tipuri de aeronave au fost echipate cu o capsă de evacuare, de exemplu, bombardierele americane Convair B-58 Hustler și General Dynamics F-111 (vezi articolul separat).
Pe avionul de luptă sovietic MiG-21 a fost instalat sistemul de ejecție SK. Scaunul ejectabil a fost luat fără modificări semnificative față de modelul anterior al aeronavei MiG-19 , dar ca dispozitiv pentru protejarea pilotului de fluxul de aer, a fost folosit un baldachin aruncat înainte și în sus de-a lungul unei anumite traiectorii, care se afla pe scaun și l-a protejat pe pilot de impactul fluxului de aer. Dar, din păcate, acest sistem nu a îndeplinit pe deplin funcțiile care i-au fost atribuite și a fost ulterior abandonat prin instalarea unui nou sistem de ejecție de ultimă generație (pentru detalii, consultați descrierea designului aeronavei MiG-21).
Scaunele cu un sistem de parașută în trei trepte au devenit un nou pas în mijloacele de părăsire a aeronavelor de mare viteză . La salvare, imediat după ce scaunul a fost aruncat în flux, a fost eliberată prima parașută stabilizatoare , care a așezat scaunul cu pilotul în aval pe spate, ceea ce a redus semnificativ efectul distructiv al fluxului de aer care se apropie asupra unei persoane, după care motorul rachetei cu combustibil solid a fost pornit, ridicând scaunul la o înălțime dată. După frânarea scaunului , o a doua parașută stabilizatoare a fost eliberată în flux , pe care scaunul cu pilotul a căzut la o înălțime de separare sigură - aceasta este de la trei până la patru mii de metri. La această altitudine, este deja posibil să respirați aerul atmosferic fără consecințe asupra sănătății. După separare, a fost pusă în funcțiune a treia cascadă - parașuta de salvare a pilotului . Pe acest principiu funcționează toate scaunele celor mai recente avioane sovietice: MiG-23 , MiG-25, MiG-27, MiG-29, Su-24, Su-27, Tu-22M3, Tu-160 și așa mai departe .
Toate aceste scaune sunt dotate cu sisteme autonome, independente de aeronave, care, conform unui program dat, conectează sau pune în funcțiune anumite sisteme ale scaunului, în funcție de condițiile de plecare.
Scaunele ejectabile relativ moderne asigură salvarea echipajului în întreaga gamă de altitudini și viteze de zbor, inclusiv salvarea dintr-o aeronavă staționară în parcarea aeroportului. Astfel de sisteme se numesc „0-0”, adică H=0, V=0 (înălțime zero, viteză zero). În secolul 21, aproape toate avioanele de luptă interne sunt echipate cu scaune similare ( restricția privind viteza minimă de evacuare de 130 km / h continuă să se aplice pe Tu-22M3 ).
La majoritatea aeronavelor, conducerea (inițializarea funcționării) scaunului ejectabil este efectuată direct de pilot. Cu toate acestea, există avioane în care este posibilă și ejectarea forțată a membrilor echipajului de către comandantul navei (de exemplu, Tu-22M ). Singura aeronavă autohtonă echipată cu un sistem de evadare complet automat (care a monitorizat el însuși modurile de zbor periculoase și l-a aruncat pe pilot din cabina de pilotaj, indiferent de dorința lui) a fost o aeronavă de decolare și aterizare verticală (VTOL) Yak-38 .
Ka-50 este considerat primul elicopter intern echipat cu un sistem de evacuare complet . Este echipat cu sistemul rachetă-parașută K-37-800 , care este conceput pentru a scăpa de un elicopter aflat în primejdie folosind un motor de rachetă de remorcare. Motorul drizei trage pilotul din cabina de pilotaj prin sistemul de suspensie (spatarul scaunului), in timp ce scaunul in sine ramane in elicopter. Înainte de a părăsi elicopterul, se trag partea superioară a geamurilor cabinei și palele rotorului. După ce se lucrează la motorul rachetei, curelele spătarului scaunului sunt tăiate automat, ceea ce separă și activează parașuta de salvare. Dacă este necesar, pilotul se poate ejecta din cockpit fără a activa motorul rachetei.
În practica industriei aeronautice sovietice , scaunele ejectabile au fost dezvoltate mult timp pentru un anumit tip de aeronave, ceea ce s-a reflectat în numele lor: de exemplu, scaunele KM au fost instalate pe aeronavele MiG, scaunele KT au fost instalate pe aeronavele Tu, etc.
În același timp, începând cu anii 1960, în satul Tomilino , Regiunea Moscova, a fost înființată o întreprindere specializată - NPP Zvezda, care chiar înainte de prezent. în. este angajată, printre altele, în dezvoltarea echipamentelor speciale și a mijloacelor de salvare a pilotului.
Producția industrială de scaune ejectabile ale familiei K-36 în secolul XXI este realizată de întreprinderea de construcție de mașini Vyatka Avitek din orașul Kirov .
Până în anii 2020, compania britanică Martin Baker și americanul McDonnell Douglas și Stencil au rămas pe piața internațională a echipamentelor de salvare a piloților .
Operarea tehnică a scaunelor ejectabile, precum și a altor sisteme și mijloace de evacuare de urgență în aviația militară internă, este efectuată de specialiștii grupului SAPS (mijloace de evacuare de urgență și salvare), și în părțile în care tabelul de personal nu prevede pentru un grup SAPS separat, apoi ca parte a unui grup de specialiști pe aeronave și Motorul are un număr de specialiști instruiți și autorizați prin ordin parțial să lucreze cu mijloace de evacuare. Lucrările la SAPS sunt clasificate drept lucrări cu pericol sporit, datorită prezenței diverselor dispozitive și produse pirotehnice în proiectarea scaunului. Sala în care sunt amplasate scaunele demontate și cu care se lucrează are o intrare individuală limitată. Persoanelor neautorizate le este strict interzisă intrarea în laboratorul SAPS.
Parașutele de evacuare, stabilizare și salvare ale scaunelor se ocupă de specialiști ai serviciului de parașute (PDS) al regimentului.
Scaunele ejectabile nu sunt instalate pe avioanele comerciale din următoarele motive:
Scaunele ejectabile, în comparație cu scaunele convenționale ale avionului de pasageri, sunt ordine de mărime mai complexe, mai grele și mai scumpe. Orice scaun cu ejectare este un dispozitiv cu pericol sporit și necesită respectarea unei serii de reguli stricte atunci când îl manipulați - există multe cazuri tragice de funcționare anormală a scaunului. În plus, scaunul cu ejectare este proiectat pentru un loc de muncă cu o ergonomie adecvată - va fi pur și simplu inconfortabil pentru un pasager din el în timpul unui zbor de mai multe ore.