Авиация и космонавтика 2002 11

СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО КАТАПУЛЬТИРОВАНИЯ

Все современные военные самолеты оборудуются средствами спасения экипажа. И на всех этих самолетах предусмотрено только ручное катапультирование по команде летчика. Справедливо считалось, что только летчик способен оценить ситуацию в полете и принять ответственное решение катапультироваться. Это положение считалось незыблемым в течение десятилетий. До появления СВВП. К сожалению, короткий этап полета СВВП от момента взлета до конца переходного режима (т.е. когда СВВП становится обычным самолетом) представляет большую угрозу безопасности летчика в случае отказа двигателя или струйного управления. Единственным способом спасти летчика в этих ситуациях является автоматическое катапультирование.

Система катапультирования самолета Як-38У (справа) и ее испытания на земле (внизу)

Когда в 1959 г. ОКБ А.С.Яковлева приступило к разработке экспериментального реактивного СВВП Як-36 с двумя рядом расположенными ТРД с поворотными соплами, с самого начала было ясно, что такая схема очень опасна в случае отказа одного из двигателей. Математическое моделирование показало, что самолет может перевернуться по крену за 1,5-2 с. За такое короткое время летчик просто не способен оценить ситуацию и катапультироваться в области безопасного применения катапультного кресла. Это должна была сделать какая-то бортовая система. Так, неблагоприятная, с точки зрения отказа двигателя, схема СВВП породила САК и долгосрочную программу ее разработки.

Разработчики английского СВВП Р. 1127 не встали на этот путь, так как схема будущего «Харриера» не вела к столь резким эволюциям при отказе двигателя. Они сохранили традиционный подход и предусмотрели только ручное катапультирование на всех режимах.

Анализ динамики Як-36 в аварийных ситуациях показал, что САК должна отслеживать положение СВВП от момента взлета и до конца переходного режима и, в случае резкого нарушения устойчивости самолета, автоматически катапультировать летчика в пределах области безопасного применения катапультного кресла. Естественно, катапультное кресло должно было иметь, по возможности, более широкую область безопасного применения в смысле допустимых значений скорости падения, углов крена и тангажа в момент катапультирования.

В качестве параметров, составляющих алгоритм работы САК, после обширного экспериментирования с логическими схемами было решено использовать углы и угловые скорости крена и тангажа. Все другие параметры самолета и двигателей были отвергнуты из-за недостаточной надежности, точности, взаимовлияния или другим причинам.

Первый экспериментальный Як-36 начал летные испытания, будучи оборудованным спасательным «комплексом», состоящим из катапультного кресла и САК. Впервые в истории авиации жизнь летчика была доверена «черному ящику». Не всем летчикам это было по душе, и их можно понять.

«Черный ящик», который получал от самолетных гировертикалей значения углов и угловых скоростей и «решал», катапультировать летчика или нет, казался опытным летчикам-испытателям несерьезным решением. Они потребовали установить выключатель для ручного включения или выключения САК по их желанию и с этим компромиссным решением система впервые была выпущена в опытную эксплуатацию. Но окончательно психология взаимоотношений летчиков с САК не была выяснена в процессе недлительной безынцидентной программы летных испытаний двух СВВП Як-36.

Настоящая проверка этих отношений состоялась только в процессе эксплуатации СВВП Як-38.

Комбинированная силовая установка Як-38, состоящая из двух подъемных и одного подъемно-маршевого двигателя с двумя поворотными соплами, создавала те же проблемы для безопасного катапультирования в случае отказа одного из двигателей, что и на Як-36. Поэтому,Як-38 унаследовал от Як-36 САК с ее принципом работы и прочими атрибутами. САК была испытана и сертифицирована к началу серийного производства Як-38.

«Комплекс» средств спасения на первых 14 СВВП Як-38 состоял из катапультного кресла К-21 конструкции ОКБ им. А.С.Яковлева и САК. Начиная с 15, серийные самолеты Як-38 оборудовались более эффективными катапультными креслами К-36ВМ конструкции завода «Звезда» с той же самой САК.

За исключением несущественных деталей на серийных самолетах сохранились все принципы схемы работы комплекса средств спасения: САК включалась и выключалась летчиком и соплом ПМД на определенном угле его поворота, источниками информации для нее являлись две независимые самолетные гировертикали и датчики угловых скоростей, а катапультирование на вертикальных режимах полета

Катапультное кресло КЯ-1

Блоки системы автоматического катапультирования производилось через остекление фонаря.

САК проиграла первый раунд психологической оппозиции летчиков самолетов Як-38 против «черного ящика». По иронии судьбы первое автоматическое катапультирование на Як-38 было ложным.

4 марта 1976г. военный летчик- испытатель, Герой Советского Союза, полковник В.Хомяков должен был выполнить приемочный полет на серийном Як-38 с заводского аэродрома. На переходном режиме при повороте сопла ПМД летчик был неожиданно катапультирован в горизонтальном положении самолета на высоте около 70 м. Он приземлился на парашюте недалеко от места взлета и стал, если можно так выразиться, интересоваться, а где, собственно, его самолет.

Самолет между тем продолжал полет с автопилотом, набирая высоту на переходном режиме. Местная служба ПВО подняла шум по поводу появления в воздушном пространстве неопознанного объекта, который не отвечал на запросы с земли. Руководство было проинформировано, и принято решение сбить неизвестного. К этому времени самолет выработал топливо, и «беспилотный» Як-38 почти вертикально приземлился на заснеженное поле. Его кабина была проинспектирована двумя колхозниками, а в остальном самолет находился в целом состоянии. Потребовался почти месяц, чтобы определить причину ложного срабатывания САК. Дефект в электронной схеме был найден, устранен, группа разработчиков САК была подвергнута суровой критике, а самолеты Як-38 возобновили полеты.

После этого инцидента психологический климат для САК был не очень благоприятным. И только после драматического, по условиям аварии, автоматического катапультирования 15 января 1977 г. гражданского летчика-испытателя Исаева на том же аэродроме облака стали рассеиваться. В этот раз САК спасла жизнь летчику после отказа ПМД на переходном режиме на посадке. Автоматическое катапультирование произошло за 0,2 секунды до удара самолета о землю с последующим пожаром.

После этого события произошел случай другого рода. Опытный летчик-инструктор А.Белокопытов погиб, выполняя простой перегоночный полет на Як-38 в Крыму. Летчик не включил САК и на переходном к посадке режиме не заметил незапуск одного ПД. Когда самолет потерял скорость, он перешел в резкое пикирование, перевернулся за 2 с, ударился о землю и сгорел. Попыток ручного катапультирования летчик не предпринимал.

После этого случая командование выпустило инструкцию об обязательном включении САК в соответствии с Руководством по эксплуатации. Операция включения САК регистрировалась на самописце аварийных параметров.

Более 200 Як-38 поступило на вооружение ВМС России. За время их эксплуатации зарегистрировано 19 автоматических катапультирований на вертикальных режимах, включая два парных катапультирования на двухместном Як-38У, и все эти катапультирования были успешными. САК оказалась надежным спасателем летчиков на вертикальных режимах. Более дюжины успешных ручных катапультирований на самолетных режимах за это время произошло также над сушей и морем.

Таким образом, спасательный «комплекс» самолета Як-38, включающий САК, катапультное кресло К-36ВМ и другие компоненты, обеспечил спасение летчиков в 100% случаев его применения.

Психологический барьер был преодолен, и мнение летчиков изменилось. Вот почему, когда была начата программа разработки Як-141, колебаний в выборе системы спасения не было: САК второго поколения с улучшенными параметрами, но с тем же принципом функционирования была разработана, испытана и внедрена вместе с облегченным катапультным креслом К-36ЛВ.

Спасательный комплекс самолета Як-141 был наиболее совершенным средством спасения летчика на тот период. Его эффективность была продемонстрирована в хорошо известном катапультировании летчика- испытателя В.Якимова при вертикальной посадке на палубу авианесущего крейсера.

Эта короткая история разработки САК заняла в реальности почти два десятилетия. Кто-то из специалистов сказал на одной из конференций, что тот, кто поможет летчику выбрать момент катапультирования в резко развивающейся аварийной ситуации на малой высоте полета, окажет ему большую услугу. Этот специалист был прав. Первая попытка не только помочь летчику, но и выполнить катапультирование оказалась очень эффективной. САК спасла жизнь 19 летчиков в ситуации, когда ручное катапультирование в области безопасного применения катапультного кресла было крайне проблематичным.

Программа разработки и совершенствования САК в настоящее время прекращена по финансовым причинам. Но должно ли это случиться с точки зрения общечеловеческой гуманности?

Ростислав АНГЕЛЬСКИЙ