Характерные случаи катапультирования

Катапультные кресла нового поколения улучшили условия для спасения. Иллюстрацией могут служить несколько случаев применения кресел в различных условиях. Они же свидетельствуют о том, сколь разнообразны условия, в которых летчику приходится их применять.

Летчик, пролетая на малой высоте, врезался в провода высокого напряжения, при этом носовая часть фюзеляжа оказалась перерезанной почти до самой кабины, а провода оборвались. Летчик принял решение: не катапультироваться, а тянуть до аэродрома. Однако дотянуть до аэродрома оказалось невозможно и пришлось совершить вынужденную посадку на ближайшую ровную поверхность. Такой поверхностью оказался пирс кораблестроительного завода. Летчик посадил машину с убранными шасси, скользнул на фюзеляже до края пирса и свалился в воду. Оказавшись под водой в герметичной кабине, он отсоединил подвесную систему и коммуникации, связывающие его с креслом КМ-1, подготовился к всплытию. После этого, используя аварийную систему сброса фонаря (без катапультирования), вместе с объемом воздуха, находившимся в кабине, был выброшен на поверхность и спасен находившимся поблизости бакенщиком.

Известен другой случай спасения из-под воды с применением катапультной установки. У самолета при взлете с авианосца заглох двигатель, после посадки на воду самолет затонул. Так как гидростатическое давление не позволило сбросить фонарь, летчик катапультировался через фонарь. Благодаря автоматически наполнившемуся пневматическому жилету он всплыл на поверхность и был спасен.

В результате возникшего на самолете пожара у летчика возникла необходимость срочно покинуть самолет. Приняв решение катапультироваться, летчик потянул ручку катапультирования кресла КМ-1. Штатной последовательности срабатывания механизмов сброса фонаря, аварийного притягивания плечевых ремней и выстрела кресла не произошло. Ручки, сдвинувшись на величину, необходимую для сброса фонаря, оказались заклиненными. Оценив обстановку, летчик привел в действие специальной ручкой систему открытия замков, фиксирующих его в кресле, для автономного отделения от кресла. После этого, совершив маневр самолетом, создал усилие, обеспечившее еге-выброс из кабины самолета без кресла. Автомат, находящийся на отделившейся вместе с летчиком спинке, ввел в действие купол спасательного парашюта, и летчик благополучно приземлился.

В дальнейшем при расследовании причины отказа системы управления выстрелом кресла выяснилось, что стенка панели в районе прохождения тяги управления в результате пожара сдеформировалась и послужила упором, препятствующим движению системы.

На одном из аэродромов летчик запустил двигатель, опробовал его и начал выруливать к взлетной полосе для взлета. Самолет рулит со скоростью примерно 40...50 км/ч и вдруг... К сожалению, и в этом случае правило не было нарушено, аварийная ситуация развивалась молниеносно. У двигателя самолета, рулящего к взлетной полосе, отрывается рабочая лопатка турбины двигателя. Огромные центробежные силы этой небольшой лопатки, вращающейся до отрыва со скоростью более 10 000 об/мин, привели после отрыва к тяжелым последствиям. Пробивается стальной корпус двигателя, далее пробивается топливный бак. Из пробитого бака топливо попало на раскаленный корпус двигателя. На самолете возник пожар.

Самолет, полностью заправленный топливом, при пожаре может взорваться в любой момент. У летчика остается единственный шанс спастись, и он катапультируется на кресле КМ-1. В считанные мгновенья слетает фонарь, вылетает кресло с летчиком, а самолет с пустой кабиной катится дальше.

Не успел еще летчик приземлиться, а самолет взорвался. Попытка летчика покинуть самолет без катапультирования, для чего ему надо было бы: открыть или сбросить фонарь, отсоединить систему, связывающую его с бортом самолета, выбраться из кабины и выпрыгнуть из движущегося самолета, не оставляла бы ему никаких надежд на спасение. А катапультировавшись, летчик остался невредимым.

Другой летчик спасся при катапультировании с уровня земли на разбеге, используя кресло КМ-1, при следующих обстоятельствах.

Взлетная полоса на одном из зарубежных аэродромов заканчивается на крутом берегу. Разгоняя самолет для взлета, летчик обнаружил, что двигатель не обеспечивает для взлета тягу, а оставшейся длины взлетной полосы недостаточно для того, чтобы затормозить до сваливания с обрыва в воду, и летчик принимает решение катапультироваться. Через мгновение самолет сваливается с обрыва, а летчик, за мгновение до этого катапультировавшийся из него в конце взлетно-посадочной полосы, благополучно приземлился на парашюте.

Любые катапультные средства имеют ограничения по диапазону применения, которые, как правило, всегда меньше, чем, например, максимальная скорость самолета. Однако иногда в воздухе могут возникнуть такие экстремальные ситуации, когда летчику уже некогда тормозить и определять скорость, чтобы знать, укладывается ли он в разрешенный конструкторами диапазон применения спасательных средств или нет.

Так например, в газете «Правда» от 24 декабря 1982 г. описан уникальный случай катапультирования на предельных скорости и высоте самолета.

В тот день летчик-испытатель одного из серийных авиазаводов А. Коновалов выполнял обычный контрольно-сдаточный полет по программе на максимальную скорость и потолок. Истребитель-перехватчик мчался в стратосфере на высоте 20 000 м со скоростью 3000 км/ч.

Профессия летчика-испытателя воспитывает в этих людях постоянную обостренную готовность к чрезвычайным ситуациям в воздухе. Стать летчиком-испытателем не просто.

Находясь на службе в строевых частях истребительной авиации, А. Коновалов налетал более 1000 ч, прежде чем ему удалось поступить в знаменитую школу летчиков-испытателей (ШЛИ). В формировании летчиков-испытателей в этой школе участвовали Г.М. Шиянов, Я.И. Верников, А.В. Федотов, А.А. Щербаков и ряд других знаменитых советских испытателей.

В испытательной практике А. Коновалова случаю, о котором пойдет речь, предшествовали некоторые другие аварийные ситуации, из которых он блестяще выходил. Так, например, за год до этого он сумел посадить самолет в сложнейших метеорологических условиях, когда инструкция предписывает не рисковать, а покинуть машину. За эту уникальную посадку руководство завода наградило летчика именными часами.

Но вот наступил полет, в котором А. Коновалов проявил свои лучшие профессиональные качества летчика-испытателя. Он установил своеобразный рекорд аварийного покидания в условиях, при которых катапультная установка КМ-1 работала за пределами разрешенной скорости по числу Маха и не проверялась не только с летчиками, но даже с манекенами.

Внезапный удар в хвостовой части самолета, который ощутил Коновалов, накренил самолет влево. На приборной доске прямо в глаза летчику замигало красное табло «Пожар». Летчик почувствовал, что машину вращает и она неуправляема.

И тут сказался опыт летчика, его способность быстро оценивать создавшуюся обстановку.

При этих чрезвычайных обстоятельствах, когда взрыв от пожара может произойти в любой момент, когда борьба за самолет уже бесполезна, летчика может спасти только одно — катапультирование, и он принимает такое решение, единственно правильное в этой аварийной ситуации. Он приводит в действие систему катапультирования, вручив этой системе свою жизнь. В чем заслуга летчика? В быстрой и грамотной оценке происходящего на борту.

Испытателя било и вращало, прижимало то к одному борту, то к другому, однако нужно было владеть собой, сохраняя сознание и быстро принимать решения. И главное — верить в катапульту на своем самолете. В такой ситуации нужно было иметь большое мужество выстрелиться в воздушный поток. И это мужество было вознаграждено. Кресло полностью выполнило свое предназначение, хотя даже его создатели не рассчитывали на применение в таких условиях, однако А. Коновалов подтвердил успешное применение кресла за пределами установленного режима.

А. Коновалов вспоминал позднее:

«По поведению самолета было понятно, что придется прыгать. Под действием перегрузки зрение затуманилось, но успел еще различить засветившееся на приборной доске табло красного цвета, свидетельствующее о пожаре. Наступило самое важное мгновение. Решение принято. Катапультируюсь! Левой рукой убираю сектор газа, выключаю двигатель, а правой рукой нащупываю ручку, сжимаю ее, сняв с предохранителя, и дергаю.

Удар ощутил приличный и снизу, и сверху, и спереди, но вытерпел. Помню, как отлетел фонарь, как скоростным напором, будто водопадом, окатило. Одет я был не в какие-нибудь бронированные доспехи, а в высотно-компенсирующий костюм, гермошлем, специальные перчатки и высокие ботинки. Все продолжалось мгновение, а потом была поражающая тишина. Слышно только шипение кислорода в гермошлеме. Оглядываюсь: Земля освещена солнцем, осенняя и очень далекая. Пытался как-то поудобнее устроиться в кресле, спускаться долго пришлось, стал мерзнуть, затем стал ждать и волноваться: отойдет ли кресло, откроется ли парашют. На высоте трех километров, как и положено, автоматика сработала, еще раз ощутил крепкую встряску, это наполнился спасательный парашют, после чего открыл щиток гермошлема и жадно глотнул воздух. Затем плавно спустился на пашню, не очень веря, что все позади и все так благополучно».

Таким образом, А. Коновалов раскрыл до того неизвестные возможности катапультного кресла КМ-1, для которого был установлен гарантированный диапазон скорости на безопасное покидание до М=2, 5.

Однако А. Коновалов был опытнейшим летчиком-испытателем и потому, не мешкая ни секунды, покинул самолет. Через секунду после его катапультирования самолет взорвался, и малейшее промедление стоило бы ему жизни. А чаще всего строевые летчики при возникновении экстремальных ситуаций в воздухе не спешат покинуть самолет. Они, как правило, теряют драгоценное время и высоту на поиски причин отказа.

29 октября 1986 г. «Правда» сообщила об уникальном случае, когда орел атаковал истребитель-бомбардировщик лейтенанта ВВС А. Саликова. Летчик вынужден был воспользоваться катапультным креслом КМ-1.

При столкновении с орлом, которое привело к остановке двигателя, летчик не сразу выполнил приказ руководства полетами, полученный им по рации, — катапультироваться! До земли по показаниям приборной доски оставалось всего 300 м, а летчик все еще пытался разобраться в причине отказа двигателя, а когда посмотрел вперед, увидел прямо по курсу падения домик чабана. Летчик понял, самолет неминуемо должен врезаться в этот домик. Считанные доли секунды отделяли его от этой грани, когда все померкнет для тех, кто в домике... и для него.

Командование отметило безукоризненную выдержку, разумность действия и точность расчета, которые А. Саликов проявил в критической ситуации. Он мог и уже давно должен был покинуть самолет, ведь в кабине сработал сигнализатор опасной высоты, а это свидетельствует, что ограничивается и возможность спастись. Ведь катапультное кресло спасает с нулевой высоты лишь в горизонтальном полете, а при снижающемся по крутой траектории с остановленным двигателем самолета требуется хотя бы 100...150 м для того, чтобы успел раскрыться купол парашюта. Саликов успел отвернуть самолет от домика, катапультироваться и спастись.

Однако не все успевают спастить в подобных ситуациях...

В «Правде» за 30 июля 1987 г. описан случай, когда два военных летчика, майоры Е.И. Захаров и В.И. Новоселов, на «спарке» выполняя учебное задание, вели воздушный бой с одноместным сверхзвуковым истребителем, служившем в этом бою «целью».

Выполняя один из маневров, «спарка» внезапно резко затормозилась. Скорость мгновенно упала, и машина, став неуправляемой, свалилась на крыло. Несмотря на то, что В.И. Новоселов досконально исследовал подобную ситуацию в полете и Е.И. Захаров хорошо знал, как поступать в таких случаях, особенно с не полностью заглохшим двигателем, они оказались в сложном положении.

Первое, что они попытались, – вывести машину из сваливания в нормальное положение, что можно было сделать только скоростью, которую они пытались развить, опуская носовую часть машины. Это им удалось. Набирая скорость, они теряли высоту, приближаясь к земле. На пятистах, примерно, метрах самолет, словно нехотя, с большим трудом начал изменять угол атаки и постепенно выходить из пикирования. Но они увидели под крылом самолета совхозную усадьбу, село. Началась борьба, необходимо было удержать машину, уйти за село. Отвести от людей беду. Истребитель, теряя высоту, тянул над домами к зеленому квадрату поля.

У них хватило сил и умения отвести почти потерявшую послушание машину за околицу. И тогда стало ясно обоим, что уже ни посадить обессиливший самолет, ни тем более взмыть на нем, включив форсаж, им не удастся.

Они приняли единственно возможное, но запоздалое решение — катапультироваться. Катапульта КМ-1 сработала безотказно, но — увы! — слишком малой оказалась высота, куполы парашютов не наполнились воздухом. Им не хватило считанных секунд...

Статистика применения катапультных кресел свидетельствует о том, что наибольшее число неблагополучных исходов аварийного покидания происходит из-за недостатка высоты. Этому вопросу давно следовало уделить внимание.

Известен другой случай покидания самолета в полете на малой высоте с большой скоростью снижения, который произошел с другим летчиком.

В сложной аварийной обстановке при заходе самолета на посадку под углом снижения порядка 10° летчику пришлось покинуть самолет на высоте не более 30 м. Самолет не реагировал на перемещение ручки управления. Удар самолета о землю и взрыв произошли в тот момент, когда наполнился парашют летчика. Летчик оказался всего в 40 м от места падения и взрыва самолета. Имевшаяся вертикальная скорость снижения самолета и высота, на которой было произведено его покидание, соответствовали времени, необходимому для срабатывания всех систем кресла и наполнения спасательного парашюта.

Так же как и в ранее приведенном случае, запоздай летчик с покиданием — спастись ему не пришлось бы: его удар о землю мог произойти с ненаполнившимся парашютом. По мнению командира авиаполка, этот случай, произошедший на глазах всех летчиков полка, придал им уверенность в надежности средств спасения.

Можно было бы продолжить описание случаев применения катапультных кресел, причтем каждый случай имел бы свою характерную особенность, но во всех случаях общим будет то, что у летчиков для принятия решения на покидание имеются считанные секунды, часто недостаточные для срабатывания всех систем кресла. Поэтому конструкторы все время вели поиски по сокращению числа операций для покидания, доведя их до одной, как для одноместных, так и многоместных самолетов, и продолжают поиски по сокращению необходимого времени для срабатывания всех систем кресла, что позволит уменьшить высоту покидания самолета, имеющего вертикальную скорость снижения с различным положением по углам крена, вплоть до 180°. При создании любых технических средств приходится учитывать, что возможности для выполнения требований к ним не беспредельны. Поэтому при создании новых систем необходимо искать конструктивные решения, способные обеспечить наиболее эффективные результаты применения.

К оценке качества катапультного кресла следует подходить с точки зрения его эффективности, учитывая вероятностное соотношение аварий того или другого вида. Так, например, в книге [13] предлагается, сравнивая кресло, обеспечивающее 100% спасения из прямолинейного полета и 50% из фигурного, с креслом, обеспечивающим 75% спасения во всех случаях, дать предпочтение первому, так как примерно 70% катапультирований происходят из прямолинейного полета. Другими словами, при массовой эксплуатации первое кресло обеспечит 85% случаев покидания самолета (70+0, 5·30=85%) по сравнению с 75%, обеспечиваемыми на втором кресле. И дальше рекомендуется: «Во всех случаях, когда расширение диапазона применения кресла достигается даже незначительным ухудшением условий спасения, нужно внимательно оценить: не приведет ли такое «улучшение» к увеличению числа несчастных случаев». С таким подходом нельзя не согласиться. Такой подход должен применяться к выбору не только диапазона скоростей применения современных катапультных установок, но и по условиям переносимости человеком эволютивных перегрузок, степени автоматизации и т.п. Однако в практике этого часто не учитывают. Требования по обеспечению спасения на высоких, редко используемых скоростях ухудшают условия для спасения на малых высотах из кренящегося, а тем более — перевернутого положения самолета, так как создают предпосылки к увеличению массы системы, увеличению импульса энергодатчика, усложнению всей катапультной системы и в результате — понижению ее надежности, а следовательно, и снижению спасаемости.

Для отработки технических требований и создания высокоэффективных средств для спасения экипажей необходима объективная статистика причин летных происшествий, условий, в которых они происходят, и их результатов. Должны также приниматься во внимание условия, в которых эксплуатируются современные самолеты: повышенная маневренность с большими (длительно действующими) перегрузками; большое число полетов на малых высотах с большой скоростью, при которых времени, в случае необходимости покидания, остается крайне мало, и т.п.

Специалисты за рубежом также придают большое значение сбору данных о летных происшествиях, их причинах и, в частности, об ошибках летного состава с целью принятия мер по их недопущению. Сбор сведений требует четкой организации, обязывающей эксплуатационников проводить тщательный анализ, представляя полные и объективные данные. Специальные органы по сбору материалов и исследованию результатов, судя по материалам открытой печати, за рубежом имеются, и создателям средств спасения эти данные доступны.

Качественный анализ статистических данных позволяет направлять конструкторские решения на совершенствование создаваемых катапультных кресел с целью повышения спасаемости и принимать эффективные мероприятия по устранению недостатков на ранее внедренных креслах, снижая число неблагоприятных исходов катапультирования.

На протяжении всей истории создания средств аварийного покидания приходилось искать решения возникавших проблем, но, как показывает практика, они не всегда были оптимальными и принимались без качественного анализа и без прогнозов на будущее. Так например, при создании первых кресел не было учтено влияние воздушного потока на голову и конечности летчика.

Принятая мера по защите лица и фиксации рук (установка шторки) оказалась недостаточно эффективной, так как шторку удержать в воздушном потоке могли не все летчики, ее часто вырывало из рук, и летчик оставался незащищенным.

Попытка защитить летчика от потока воздуха фонарем оказалась неудачной. Сложная и недостаточно надежная в эксплуатации система не удовлетворяла требованиям авиации того периода, не обеспечивая спасения на малых и больших высотах. Все системы (вначале) не обеспечивали возможности принятия летчиком перед катапультированием изготовочной позы для предупреждения повреждения позвоночника.