ДЕСАНТИРУЕМЫЙ КОМПЛЕКС СПАСАТЕЛЬНЫХ ПЛОТОВ
AMPHIBIOUS LIFE RAFTCOMPLEXES

Изобретение относится к спасательным средствам, доставляемым на самолетах и сбрасываемым с них, в частности к комплексам, содержащим коллективные авиационные спасательные плоты со средствами жизнеобеспечения, соединенные между собой, десантируемым парашютным способом.
Современные пассажирские воздушные суда (ВС) имеют большие скорости полета (700 - 950 км/ч) и большой радиус действия и летают над океанами на большом удалении от берегов. С учетом требований п. 2.18.5 Федеральных авиационных правил «Подготовка и выполнение полетов в гражданской авиации Российской Федерации» [1] многодвигательные самолеты могут удаляться от берегов на 740 км, не имея на борту спасательных плотов. Не исключена их вынужденная посадка на воду за пределами радиуса действия поисково-спасательных вертолетов. В таком случае, время выживания людей в воде будет зависеть от температуры воды. При температуре воды ниже плюс 10°С счет идет на минуты, выше - на часы. Для спасения людей важно как можно быстрее поднять их на плавсредства, хотя бы на плоты.
Практика выполнения спасательных работ на море показывает, что наиболее эффективным способом спасания является десантирование к потерпевшим спасателей и спасательных средств.
Известны: парашютно-десантный мягкий мешок ПДММ-47 с парашютной системой ОКС-4 [2] и контейнер КАС-150 [3]. Недостатки: они предназначены для укладки в них только одной спасательной лодки ЛАС-5М-3 или плота ПСН-6А, которых для оказания помощи экипажу и пассажирам транспортных ВС потребуются десятки; плот малоразмерный объект и он может проплыть мимо человека, находящегося в воде.
Известно устройство (прототип) для развертывания в воздухе спасательного оборудования (варианты) (патент RU 2078009, опубликован 1997.04.27), которое содержит упаковки, каждая из которых включает в себя установленные на поддоне спасательные пакеты, каждый из которых содержит надувной спасательный плот, средство для его наполнения, разъемные приспособления для крепления пакетов на поддоне и парашют, расположенный в камере. Все плоты соединены между собой тягами, каждая из которых несет множество поплавков.
Устройство имеет ряд недостатков. 1 - на каждый плот применяется отдельный парашют, что усложняет конструкцию. 2 - не после открытия, а уже после вытягивания строп первого парашюта одновременно выпадает и наполняется плот первого пакета и начинает наполняться второй парашют, но на меньшей скорости полета, плюс при этом при движении по траектории падения упаковки происходит вытягивание тяги с поплавками, соединяющей первый и второй спасательный пакеты, что может привести к спутыванию тяги с ненаполнившимся вторым парашютом. 3 - первый плот выпадает из своего чехла на большой скорости (при сбросе на скорости 300 км/ч к моменту раскрытия чехла плота пройдет не более 0,5 с и скорость погасится только до 240 км/ч), что чревато повреждением плота аэродинамическими силами. 4 - не учитывается, что только до начала раскрытия первого парашюта упаковка летит по баллистической траектории; горизонтальная скорость (при сбросе на скорости 300 км/ч) даже свободно падающего тела снижается в 3 раза за 5 секунд, а после раскрытия первого парашюта резко снижается, что приводит к увеличению наклона траектории снижения и ухудшению условий раскрытия последующих парашютов. 5 - множество поплавков на соединительной тяге провоцируют зацепление деталей парашютов за них и служат помехой в раскрытии куполов. Так что увеличение количества спасательных пакетов, связанных длинными тягами по 60 м, свыше трех не целесообразно, так как они приводнятся, особенно последние, рядом. 6 - при сбросе с высоты 150 м плоты никак не могут полностью наполниться, так как время их частичного наполнения около 60 секунд, а приводнение произойдет через 15 секунд. 7 - для сброса устройства требуются транспортные самолеты, имеющие десантное оборудование для механизированного сбрасывания платформ с грузом.
Задачей изобретения является создание комплекса для десантирования связки спасательных плотов с транспортных самолетов как оборудованных, так и не оборудованных системами механизированного сбрасывания платформ с грузом; обеспечение автоматического включения системы газонаполнения плотов на безопасной скорости полета.
Сущность изобретения заключается в том, что спасательные плоты, соединенные между собой звеньями с положительной плавучестью, упакованы в прочное полотнище, на которое установлена парашютная система с автоматом раскрытия грузовой парашютной системы через заданное время и обеспечения автоматического включения системы газонаполнения плотов.
При десантировании спасательных плотов с транспортного ВС должны соблюдаться следующие условия:
- скорость полета плота при раскрытии его чехла должна быть безопасной для его конструкции - не более 40 м/с;
- должны учитываться баллистические характеристики падения плота, упакованного в чехле (они аналогичны параметрам падения парашютиста в беспорядочном падении или в полугруппировке);
- скорость приводнения плота в наполненном полностью или частично состоянии на скорости не более 20 м/с, что соответствует требованиям п. 5.8.2 ГОСТ Р 52638-2006 [4].
Исходя из названных условий, при сбросе комплекса на скорости 180 км/ч парашютная система должна быть уложена на принудительное раскрытие, на скорости 250 км/ч - на задержку раскрытия в 2 с, 300 км/ч - 3с.
В свободном падении сброшенный груз по вертикали пройдет за 1, 2, 3, 4 и 5 секунд, соответственно - 5, 19, 44, 75 и 110 метров. По горизонтали, груз, сброшенный на скорости 200 км/ч, пройдет соответственно 50, 90, 130, 165 и 190 метров.
Приведенные данные говорят о том, что десантирование необходимо производить на минимально возможных скоростях полета самолета (180-200 км/ч). При больших скоростях полета, а значит и больших задержках в раскрытии, угол наклона точек раскрытия чехлов плотов значительно увеличится.
Для определения максимальной длины соединительных звеньев между плотами сделан расчет координат точек по траектории свободного падения при сбросе груза на скорости 200 км/ч (таблица).
Расчет показывает, что длина соединительного звена не должна превышать 50 метров. Предельное количество плотов в связке равно 5. При этом дистанция между четвертым и пятым плотами при приводнении составит 25 метров. Оптимальное количество плотов в связке равно трем.
Аэродинамические расчеты показывают, что скорость падения частично наполненного плота (принял расчетную форму, но не достиг рабочего давления) составляет 16,8 - 20,5 м/с. Это без учета аэродинамического сопротивления чехла плота и плавучего якоря, присоединенных к плоту. Таким образом, плот может безопасно приводняться без парашюта. На практике автором успешно применялось беспарашютное десантирование лодки ЛАС-5М-3 с наполнением в воздухе.
В результате можно сформулировать требования к парашютным системам: при общем весе комплекса от 70 до 200 кг стабилизирующий парашют должен обеспечивать скорость снижения 25 - 45 м/с, основной при нагрузке в 60 - 120 кг - обеспечивать скорость снижения 12-18 м/с.
На фиг. 1 показана общая схема развернутого комплекса в воздухе; на фиг. 2 - конструкция полотнища упаковки; на фиг. 3 - механизм затяжки силовых лент; на фиг. 4 - конструкция соединительного звена и силовой ленты; на фиг.5 - конструкция верхнего и нижнего промежуточных звеньев; на фиг. 6 - принципиальная схема соединений комплекса перед укладкой плотов и соединительных звеньев в полотнище упаковки.
Десантируемый комплекс спасательных плотов (фиг. 1) состоит из двух и более спасательных плотов 1, которые закреплены на силовых лентах 2, соединенных соединительными звеньями 3, на которых закреплены плавающие шнуры 4, прочного полотнища упаковки 5, в которое упаковываются плоты с соединительными звеньями, стабилизирующей 48 и грузовой 47 парашютных систем, парашютного прибора 49 задержки раскрытия грузовой парашютной системы. Грузовая парашютная система и прибор задержки раскрытия крепятся сверху полотнища упаковки.
В заявленном десантируемом комплексе применены серийно выпускаемые изделия: спасательные плоты (СП-12, ПСН-10, ПСН-20 и другие), парашютные системы, к примеру, в качестве стабилизирующей системы - камера и стабилизирующий парашют от парашюта Д-6; в качестве грузового парашюта - парашютная система ПГ-3416-54, которые по своим характеристикам полностью соответствуют приведенным выше требованиям.
Полотнище упаковки 5 (фиг. 2) изготовлено из прочной текстильной ткани, например, из авизента. Ширина полотнища упаковки равна длине укладываемого в него спасательного плота в чехле, а длина определяется общим обхватом плотов и соединительных звеньев, уложенных в укладку. На полотнище вдоль нашиты три силовые ленты 6: две по краям полотнища, а третья по центру, а также пять поперечных силовых лент 7. На концы продольных силовых лент нашиты петли 8, а на свободных концах закреплены пряжки 9 со скользящими перемычками 10 (фиг. 3). На средней силовой продольной ленте закреплен парашютный двуконусный замок 11 и карман 12 для прибора задержки раскрытия грузового парашюта, например, ППК-У (изделия известные). На силовых лентах нашиты петли 13 для крепления камеры грузового парашюта, а на пересечении средних продольной и поперечной силовых лент вшита 8-образная петля 14, петли которой выходят одна на верх полотнища укладки, вторая - на низ. Для закрытия полотнища упаковки с уложенными в нее спасательными плотами и соединительными звеньями петли 8 продеваются в люверсы пряжек 9 и зачековываются шпильками 15, которыми заканчивается стренга 16 с тремя концами 17 и коушем 18. Затем концы силовых лент затягиваются так, чтобы полотнище упаковки плотно облегало спасательные плоты и соединительные звенья. Снаружи на силовые ленты нашиты четыре ручки 19 для переноски упаковки с помощью бортовой тали внутри самолета.
Соединительное звено 3 (фиг. 4) изготавливается из прочной ленты, например, ПЛК-44-1600. На нем закреплен плавающий шнур 4, обеспечивающий соединительному звену положительную плавучесть, пришито полотнище 20 с текстильными сотами 21 и двумя петлями 22. Расстояние между сотами L зависит от ширины полотнища укладки и меньше его на 50 - 60 см. Шнур 4 крепится к звену 3 с помощью текстильной ленты 23, которая пришивается к звену по всей его длине. По всей длине звена 3 нанесены метки на расстоянии L друг от друга. По этим меткам звено перегибается и привязывается к сотам 21 нитями корда стропы ШХБ-125, что обеспечивает упорядоченное развертывание звена 3 со шнуром 4 в воздухе. Уложенное звено закутывается полотнищем 20, которое закрывается на текстильную застежку 24 типа ленты «Велькро». Соединительное звено заканчивается петлями 25. Возле одной из них нашита, например, красная полоска 26, возле другой зеленая 27. На расстоянии 2L от красной полоски к звену 3 пришита третья петля 28, к которой крепится вытяжной линь 29. Он своим другим концом привязывается к коушу троса 43 зачековки чехла 44 плота (фиг.6), к которому привязаны шнуры 45 от пусковых головок баллонов системы газонаполнения плота. К петлям 22 привязываются концы 30 из прочного шнура, например, ШТКП-15-550, которые другим своим концом крепятся к лямкам (ручкам) 46 чехла плота.
Силовая лента 2 (фиг. 4) изготавливается из прочной ленты, например, ПЛК-44-1600 и имеют длину больше диаметра плота настолько, чтобы выходить из чехла, в котором уложен плот, на 0,5 м с каждой стороны. Силовые ленты заканчиваются петлями 31, возле которых нашиты с одной стороны красная полоска 26, возле другой зеленая 27. Петля с красной полоской обязательно выходит из чехла плота с той стороны где находится коуш троса зачековки чехла плота, к которому привязаны шнуры от пусковых головок баллонов системы газонаполнения плота. При соединении силовой ленты 2 с соединительным звеном 3 цвета полосок должны совпадать (красная с красной, зеленая с зеленой). Ленты 2 соединяются со звеньями 3 с помощью рапид (монтажных скоб) 32. На силовой ленте нашиты две петли 33, к которым петлей-удавкой прикреплены концы 34, которые привязываются к четырем петлям (на фигурах не показаны) на корпусе спасательного плота.
Верхнее промежуточное звено 35 (фиг. 5) на верхнем конце образует большую петлю 36, которой промежуточное звено петлей-удавкой крепится к коушу грузового парашюта 47, а на нижнем конце малую петлю 37, которая петлей-удавкой крепится к верхней петле 8-образной петли 14 полотнища упаковки. На одной трети длины звена от малой петли 37 пришита средняя петля 38, к которой петлей-удавкой крепится стренга 16.
Нижнее промежуточное звено 39 (фиг. 5) на одном конце имеет петлю 40, которая петлей-удавкой крепится к петле 31 силовой ленты 2 с красной полоской 26 первого плота, а на втором конце имеет карабин 41, который зацепляется за нижнюю петлю 8-образной петли 14 полотнища упаковки. На одной трети длины звена от петли 40 пришита средняя петля 42, к которой крепится вытяжной линь 29. Он своим другим концом привязывается к коушу троса 43 зачековки чехла 44 первого плота, к которому привязаны шнуры 45 от пусковых головок баллонов системы газонаполнения плота.
Грузовая 47 и стабилизирующая 48 парашютные системы укладываются в соответствии с их Руководствами по эксплуатации. Стабилизирующий парашют и его камера присоединяются к уздечке купола грузового парашюта. Парашютный прибор 49 задержки раскрытия грузового парашюта подсоединяется к двуконусному замку 11 и вкладывается в карман 12. При подготовке к сбросу комплекса с задержкой в раскрытии грузового парашюта 47 в прибор 49 вставляется гибкая шпилька 51, фал 52 которой закреплен за петлю на стабилизирующем парашюте, прибор взводится, устанавливается на заданное время задержки, пряжки 50 двухконусного замка, расположенные на лентах силовых стабилизирующего парашюта, и серьга прибора 49 заводятся в двуконусный замок 11. Затвор двуконусного замка и гибкая шпилька прибора контрятся нитями корда стропы ШХБ-125.
При укладке комплекса на принудительное раскрытие прибор 49 задержки раскрытия грузового парашюта не ставится и пряжки 50 двухконусного замка в двуконусный замок не вставляются.
К коушу грузового парашюта 47 крепится верхнее промежуточное звено 35 со стренгой 16, которое крепится к верхней петле 8-образной петли 14. Камера грузовой парашютной системы крепится к петлям 13 нитями корда стропы ШХБ-125 в два сложения. Шпильки 15 контрятся к петлям 8 нитями корда стропы ШХБ-125 в одно сложение.
На второй и последующий плоты крепятся уложенные в полотнища 20 соединительные звенья 3 со шнурами 4, которые соединяются в цепь с силовыми лентами 2 и нижним промежуточным звеном 39, как описано выше и показано на фиг. 6.
При сбросе комплекса спасательных плотов с задержкой раскрытия грузового парашюта карабин вытяжной веревки стабилизирующего парашюта зацепляется за десантный трос самолета и он остается вместе с камерой стабилизирующего парашюта на борту. Стабилизирующий парашют раскрывается и выдергивает гибкую шпильку 51 из прибора 49. Через заданное время прибор 49 срабатывает и раскрывает двуконусный замок 11, пряжки 50 высвобождаются из замка и стабилизирующий парашют 48 вытягивает грузовой парашют 47, который вытягивает верхнее промежуточное звено 35 со стренгой 16. Шпильки 15 выдергиваются из петель 8, силовые ленты 6 рассоединяются и плоты 1 с прикрепленными к ним соединительными звеньями 3 и шнурами 4, уложенными в полотнище 20, высвобождаются из полотнищ 5 упаковки. Грузовой парашют вытягивает нижнее промежуточное звено 39, которое распрямляясь тянет вытяжной линь 29, который выдергивает трос 43 зачековки чехла 44 первого плота, чехол плота раскрывается, а затем шнуры 45 от пусковых головок баллонов приводят в действие систему газонаполнения первого плота. Первый плот тормозится аэродинамическими силами, соединительное звено 3 вытягивается и вводит в действие второй плот. В дальнейшем процесс раскрытия последующих плотов повторяется.
Комплекс, содержащий два спасательных плота, может безопасно сбрасываться через боковую дверь самолета, например, Ан-2.
Использованные источники.
1. Федеральные авиационные правила «Подготовка и выполнение полетов в гражданской авиации Российской Федерации», утвержденные приказом Минтранса РФ от 31 июля 2009 года №128 (с изменениями на 14 июня 2019 года).
2. http://sodpm.ru/img/book/cl l/vdp/glava9.pdf
3. Контейнер КАС-150. Руководство по эксплуатации Ш59-0000 РЭ.
4. ГОСТ Р 52638-2006 Средства спасения экипажей инженерных сооружений, эксплуатируемых на акваториях. Общие технические требования.