Последний шанс пилота

Спасительный выстрел в воздух

Когда самолет падает и кажется, что спасения нет, лучшее в мире катапультное кресло К-36Д-3,5 может дать пилоту еще один шанс.

В день открытия 43-го Парижского авиационно-космического салона, 12 июня 1999 года, новейший российский истребитель Су-30МК поднялся в воздух, чтобы продемонстрировать десяткам тысяч зрителей возможности сверхманевренного самолета с управляемым вектором тяги. Показ не удалось выполнить до конца: пилот Вячеслав Аверьянов неправильно оценил высоту при выходе из плоского штопора и слишком поздно вывел самолет из пикирования. Не хватило буквально 1 метра – Су-30МК хвостовой частью задел землю, повредив левый двигатель. На правом двигателе горящий самолет медленно набрал высоту 50 м, а затем пилот и штурман (Владимир Шендрик) катапультировались.

Катапультирование с малых высот – случай достаточно тяжелый, и считается удачным, если летчики просто останутся живы. Поэтому специалисты с величайшим изумлением смотрели на приземлившихся летчиков, самостоятельно идущих по полю аэродрома. Это настолько впечатлило генерального директора авиасалона Эдмона Маршеге, что он в своем выступлении на пресс-конференции по случаю катастрофы так и сказал: «Я не знаю других средств, которые могли бы спасти экипаж в этих условиях». Для катапультных кресел К-36ДМ, разработанных российским НПП «Звезда», трудно было придумать лучшую рекламу.

Выпрыгнуть из кабины

До 1930-х годов невысокие скорости летательных аппаратов не создавали проблем: пилот просто откидывал фонарь, отстегивал привязную систему, переваливался через борт и прыгал. К началу Второй мировой военная авиация перешагнула невидимый порог: при скорости 360 км/ч человека воздушным потоком прижимает к самолету с силой почти в 300 кг. А ведь нужно еще как следует оттолкнуться, чтобы не удариться о киль или крыло, да и пилот может быть ранен, а самолет – поврежден. Простейшее решение – отстегнуться, а затем подать ручку вперед, чтобы самолет «клюнул» и под действием перегрузки пилота выбросило из кабины, – работало только на не слишком высоких скоростях.

Первые катапульты появились в Германии. В 1939 году 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 пилот He 280 Гельмут Шенк выполнил первое в мире реальное катапультирование – аэродинамические поверхности его самолета обледенели, и истребитель стал неуправляемым. К концу войны на счету немецких пилотов насчитывалось уже более 60 катапультирований.

Катапультные кресла тех времен (их принято относить к первому поколению, хотя эта классификация весьма условна) выполняли единственную задачу – выбросить человека из кабины. Это достигалось в основном с помощью пневматики, хотя встречались и механические (подпружиненные рычаги), и пиротехнические решения. Отлетев от самолета, пилот должен был по-прежнему самостоятельно отстегнуть ремни, оттолкнуть кресло и раскрыть парашют.

Немного автоматики

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 баровременная автоматика обеспечивала только задержку по времени и блокировку по высоте (на большой высоте парашют открывался не сразу). При этом задержка была постоянной и обеспечивала оптимальный результат только на максимальной скорости.

Поскольку один только стреляющий механизм (ограниченный габаритами кабины и физиологическими возможностями пилота по переносимым перегрузкам) не мог выбросить летчика на нужную высоту, например, на стоянке, в 1960-х годах кресла начали оснащать второй ступенью – твердотопливным ракетным двигателем, начинающим работать после выхода кресла из кабины.

Кресла с таким двигателем принято относить к третьему поколению. Они снабжены более совершенной автоматикой, причем совсем не обязательно электрической. Например, 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 относятся к третьему поколению – британское Martin Baker Mk 14, американские McDonnell Douglas ACES II и Stencil S4S, а также знаменитое российское К-36ДМ.

Кстати, на Западе авиастроительные компании начинали разрабатывать средства спасения пилотов самостоятельно (у нас то же самое было в 1940–1950-х), и лишь с 1960-х началась унификация, и на рынке остались британская компания Martin Baker и американские McDonnell Douglas и Stencil. У нас в стране катапультные кресла, как и другое полетное снаряжение, с 1960-х годов делает только НПП «Звезда». Это весьма благотворно сказывается на бюджете тех, кто эксплуатирует технику (особенно если в частях стоит на вооружении не один тип самолетов, а несколько).

Защитный кокон

В чем же уникальность российского подхода к средствам спасения? Генеральный конструктор НПП «Звезда» Гай Северин отвечает на этот вопрос так: «Стоимость подготовки квалифицированного пилота оценивается в $10 млн. Это почти половина стоимости самого самолета. Поэтому мы с самого начала решили не просто спасать пилота любой ценой, как это делают на Западе, а спасать без травм, чтобы он в дальнейшем мог вернуться в строй. После катапультирования с помощью наших кресел 97 процентов пилотов продолжают летать!»

«Мы с самого начала решили, что характеристики наших средств аварийного покидания должны полностью соответствовать возможностям самолетов. Если кресло может спасти пилота на скорости 1400 км/ч, то на скорости 800 км/ч это будет сделать гораздо проще», – говорит начальник расчетно-теоретического отдела НПП «Звезда» Александр Лившиц. Поэтому К-36ДМ – чрезвычайно сложная система, аналогов которой нет нигде в мире.

От чего же кресло должно защищать пилота? В первую очередь (еще до катапультирования) – от усталости. Кресло – это рабочее место летчика, где он проводит многие часы, и ему должно быть максимально удобным. Поэтому сиденье и спинка кресла особым образом профилированы, есть подгонка по росту и по наклону спинки (в последних моделях).

Но, предположим, самолет терпит аварию и летчик вынужден катапультироваться. Ослабленные ремни могут привести к повреждению позвоночника. Чтобы минимизировать риск такой травмы, нужно заставить пилота принять правильное положение. Поэтому механизм кресла в первую очередь притягивает плечи пилота к спинке. Пиропритяг плеч есть на всех современных катапультных креслах (и даже в современных автомобилях), но К-36 притягивает еще и поясной ремень. Еще одна степень фиксации – боковые ограничители рук (только у К-36). Они обеспечивают дополнительную защиту и боковую поддержку пилота (при вращении самолета по крену сила Кориолиса стремится выбросить летчика из кресла).

Следующий опасный фактор – это воздушный поток после выхода из кабины. На любые выступающие части тела пилота действуют гигантские нагрузки – например, ноги воздушным потоком может просто сломать. Поэтому на всех современных креслах голени фиксируются специальными петлями, но только К-36 оснащено еще и системой подъема ног – кресло как бы «группирует» летчика (при этом риск сломать голень снижается). Кроме того, К-36 оснащено выдвижным дефлектором, защищающим грудь и голову летчика от воздушного потока при катапультировании на высоких скоростях (до 3 Махов!). Все эти защитные факторы действуют без участия пилота и занимают всего 0,2 секунды.

Мягкая посадка

Положение самолета в момент катапультирования может быть произвольным. Но покинувшему кабину креслу нужно придать вертикальное положение. Это делается с помощью двигателей коррекции по крену, расположенных за заголовником, и двух выдвижных штанг со стабилизирующими парашютами. Вертикальное положение кресла обеспечивает возможность максимально использовать импульс ракетного двигателя и набрать высоту, а также обеспечить защиту от воздушного потока с помощью уже упомянутого дефлектора. Кроме того, именно такое положение летчика дает ему возможность выдержать большие перегрузки торможения (в направлении «грудь-спина»).

Западные катапультные кресла позволяют раскрывать парашют при 400 км/ч. Парашют К-36 может вводиться на скорости до 650 км/ч, время торможения, а следовательно, высота безопасного катапультирования получается меньше. По статистике 90% катапультирований происходит на малых высотах и скоростях менее 700 км/ч.

Парашют расположен в заголовнике, при его отстреливании кресло получает противоположный импульс и отделяется. А целый и невредимый летчик на парашюте плавно опускается на землю. Сторонним наблюдателям это кажется чудом, но лучше всего об этом сказал Гай Северин: «Автор этого чуда – уникальное кресло К-36ДМ, разработанное в НПП ‘Звезда’».