СПОСОБ КАТАПУЛЬТИРОВАНИЯ ЛЕТЧИКА ИЗ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD TO EJECT A PILOT FROM AN AIRCRAFT AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION

Изобретение относится к области военной техники и может быть использовано для катапультирования из летательного аппарата.
Прототипом является способ катапультирования летчика или пассажира из летательного аппарата, заключающийся в вытягивании летчика или пассажира с парашютной укладкой из кабины за привязную подвесную систему стреляющим механизмом с последующим вводом в действие парашюта, при этом одним стреляющим механизмом соединяют как буксировочный фал, так и фал расчековки парашюта, причем фал расчековки делают длиннее буксировочного фала [Пат. РФ 2538481 МПК F64D 25/08, 2015].
Недостатками прототипа являются:
- ограниченные функциональные возможности, обусловленные отсутствием у парашютной системы устройств защиты пилота от поражения огнем противника, а также возможности маскировки при снижении;
- ограниченный диапазон применения, связанный с раскрыванием парашюта сразу после катапультирования, что затрудняет его применение на больших высотах, когда целесообразно основной спасательный парашют вводить через некоторое время (например, на высоте 3-4 км), и вблизи земли, когда необходимо как можно быстрее ввести в действие спасательный парашют;
- относительно большое время раскрытия парашютной системы.
Задачей изобретения является уменьшение времени раскрытия парашюта, повышение надежности, расширение функциональных возможностей и улучшение эксплуатационных характеристик.
Задача решается тем, что в способе катапультирования летчика из летательного аппарата, заключающемся в вытягивании летчика с парашютной укладкой из кабины с последующим раскрытием парашюта, вытягивание осуществляют посредством кресла, а стреляющим механизмом производят относительно кресла подъем парашюта до момента полного извлечения его строп, после чего начинают раскрытие введением в купол продуктов горения.
Начало работы стреляющего механизма совмещают с раскрытием ранца парашюта. Продукты горения в куполе производят пиропатроном. Продукты горения смешивают с красителем. Часть строп выполняют из газопроницаемого материала полыми. Часть строп выполняют в виде бикфордова шнура. Часть строп выполняют с возможностью отделения их концов от подвесной системы парашюта. Часть кресла выполняют в виде разделителя купола со стреляющим механизмом.
В устройстве для осуществления способа катапультирования летчика из летательного аппарата, содержащем кресло с парашютной укладкой и стреляющий механизм, парашют выполнен с внутренними карманами, причем каждый карман снабжен пиропатроном, который размещен в закрытом его конце, у вершины купола, при этом открытый конец кармана размещен около центра купола.
Карманы выполнены с перфорацией. В кресле экран защиты от ударного воздействия воздушного потока выполнен в виде веера. Часть кресла выполнена в виде собранного рукава, один конец которого охватывает сопло двигателя.
Указанные отличительные признаки позволяют достичь следующих преимуществ по сравнению с прототипом.
Вытягивание пилота с парашютной укладкой посредством кресла и осуществление стреляющим механизмом относительно кресла подъема парашюта до момента полного извлечения его строп, а также начало раскрытия после этого купола введением в последний продуктов горения позволяет расширить функциональные возможности и улучшить эксплуатационные характеристики, а также уменьшить время раскрытия парашюта. Благодаря подъему парашюта над креслом пилота появляется возможность уменьшить минимальную высоту катапультирования - одна часть указанной высоты преодолевается за счет двигателя кресла, а другая часть - за счет подъема парашюта над креслом, при этом начало раскрытия купола продуктами горения ускоряет процесс ввода парашюта в действие. В результате катапультирование может происходить даже с «нулевой» высоты.
Совмещение начала работы стреляющего механизма с раскрытием ранца парашюта позволяет уменьшить длину буксировочного фала, что, в конечном счете, уменьшает время выхода парашюта и строп и его раскрытие.
Получение продуктов горения в куполе пиропатроном упрощает конструкцию.
Смешивание продуктов горения с красителем позволяет получить цветной дым, например сизый, маскирующий парашютную систему и пилота на фоне неба и облаков, что затрудняет противнику вести прицельный огонь по пилоту. Это расширяет функциональные возможности и улучшает эксплуатационные характеристики.
Выполнение части строп из газопроницаемого материала и полыми позволяет, имея, например, источник цветного дыма в кресле, выпускать дым из указанных строп после раскрытия парашюта, что маскирует парашютную систему, расширяет функциональные возможности и улучшает эксплуатационные характеристики.
Выполнение части строп в виде бикфордова шнура позволяет также проводить маскировку парашютной системы дымом. После того как при раскрытии парашюта произошел динамический рывок, нагрузка на стропы уменьшается, поэтому часть строп без ущерба для безопасности может быть отделена от подвесной системы парашюта и, в данном случае, сожжена с образованием маскирующего дыма.
Выполнение части строп с возможностью отделения их концов от подвесной системы парашюта позволяет улучшить маскировку. Свободный конец, отсоединенной от подвесной системы стропы, свисает уже ниже кресла, отходит от него на определенное расстояние (равное радиусу купола) и развевается в потоке воздуха, поэтому продуцируемый им и стропой дым лучше скрывает пилота.
Выполнение части кресла в виде разделителя купола со стреляющим механизмом позволяет в случае отказа стреляющего механизма разъединить его с парашютом, который после открытия ранца начнет раскрываться самостоятельно. Сработавшие пиропатроны надуют часть купола горячими газами, в результате чего надутая часть будет, во-первых, играть роль вытяжного парашюта, вытягивая парашют целиком со стропами, а во-вторых, за счет подъемной силы (возникшей из-за более легких горячих газов) будет стремиться вверх, не давая заваливаться парашюту.
Кроме того, подъемная сила улучшает условия раскрытия парашюта в более разреженном воздухе. Все это повышает надежность парашютной системы.
Более того, разъединение необходимо и в случаях покидания летательного аппарата в нестандартном режиме полета, например на малой высоте при нахождении фонаря аппарата внизу.
Выполнение парашюта с внутренними карманами, каждый из которых снабжен пиропатроном, размещенным в закрытом его конце, у вершины купола, и размещение открытого конца кармана около центра купола позволяет ускорить раскрытие парашюта. Вырывающиеся из открытых концов карманов горячие газы устремляются к нижней части купола, раздвигая его края для более быстрого заполнения купола воздухом путем входа последнего в образующуюся полость.
Выполнение карманов с перфорацией позволяет некоторой доле горячих газов проникать в верхнюю и среднюю части купола, несколько раздвигая их и создавая тем самым лучшие условия для раскрытия парашюта.
Выполнение в кресле экрана защиты от ударного воздействия воздушного потока в виде веера позволяет, во-первых, снизить вредное влияние на грудь человека воздушного потока при покидании кабины. Во-вторых, выполненный из пуленепробиваемой ткани веер защитит жизненно важные органы пилота от поражения стрелковым оружием противника, при этом соответствующую защиту должно обеспечивать и кресло.
Выполнение части кресла в виде собранного рукава, один конец которого охватывает сопло двигателя, позволяет исключить воздействие отраженной от стен кабины струи реактивного двигателя кресла на пилота в процессе катапультирования, что улучшает эксплуатационные характеристики.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображено устройство для катапультирования летчика. На фиг. 2 изображен вид А устройства. На фиг. 3 изображен купол парашюта.
Устройство для катапультирования летчика содержит закрепленное на полу 1 кресло 2, имеющее стреляющий механизм 3, к которому прикреплен буксировочный фал 4 парашюта, в куполе 5 которого выполнены полюсное отверстие 6 и карманы 7 с пиропатроном 8 на конце у вершины купола, который через стропы и лямки 9 соединен с подвесной системой парашюта, закрепленной на теле 10 летчика, сидящего в кресле, к спинке которого прикреплен ранец 11 парашюта с фалом 12 расчековки. Кресло может иметь экран защиты от ударного воздействия воздушного потока, выполненный из имеющих возможность перемещения относительно кресла, например поворота на оси 13, упругих пластин 14, к которым прикреплены соединенные с пиропатроном меха 15 из воздухонепроницаемого (и из пуленепробиваемого) материала. На спинке кресла может быть установлен нож 16, имеющий возможность взаимодействия с буксировочным фалом, а под сиденьем кресла - рукав 17, собранный в гармошку, один конец которого охватывает сопло поднимающего кресло двигателя, а другой сообщен с пространством вне кабины летательного аппарата.
Работает устройство для катапультирования летчика следующим образом.
После формирования сигнала катапультирования включается механизм принудительного подтяга плечевых ремней, исправляющего позу летчика, если она неверна, и устраняющего слабину привязной системы. Одновременно осуществляется сброс фонаря, включение ограничителей рук и ног и поворот на оси 13 упругих пластин 14 (фиг. 1) до верхнего положения (фиг. 2) с одновременным вводом в действие пиропатрона, наполняющего продуктами горения меха 15. Заметим, что на фиг. 1 пластины 14 условно показаны в нерабочем положении, а на фиг. 2 - в рабочем, т.е. с образованием защитного экрана. В результате этого пластины 14 изгибаются, и экран защиты от ударного воздействия воздушного потока принимает форму раскрытого веера. Затем включается двигатель подъема кресла 2, во время движения вверх по направляющим которого расправляется рукав 17, посылая струю горячих газов под пол кабины, предотвращая нанесение летчику ожогов и повреждение костюма, которые могли бы иметь место от отражающейся от стенок кабины неприкрытой струи. Заметим, что если пластины 14 выполнить и с возможностью перемещения вдоль оси 13, то их нижние концы несколько разойдутся, увеличивая площадь защиты. Одновременно происходит включение средств индивидуальной защиты летчика (аварийного регулятора подачи кислорода и компенсирующей одежды). После выхода кресла из кабины рукав 17 отделяется от кресла, например одергиванием с сопла двигателя. Для привода кресла можно применить комбинированный привод, когда сначала работает стреляющий механизм, выбрасывающий кресло из кабины, а затем - реактивный двигатель. В этом случае надобность в рукаве 17 отпадает.
При катапультировании вблизи земли после окончания работы реактивного двигателя срабатывает механизм привода фала 12 расчековки, в результате чего ранец 11 парашюта раскрывается. Одновременно приводится в действие стреляющий механизм 3, который посредством буксировочного фала 4 поднимает вверх над креслом купол 5 парашюта до полного выхода его строп из ранца. После этого срабатывают пиропатроны 8 внутри купола 5, в результате чего одна часть продуцируемых газов через газопроницаемый материал (и/или перфорацию в нем) проникает внутрь купола, создавая подъемную силу, которая не позволяет заваливаться куполу, а другая - вырываясь из открытых концов каналов 7, устремляется вниз купола, раздвигая (раскрывая) при этом его края со стропами, ускоряя тем самым наполнение купола воздухом и, следовательно, раскрытие парашюта (фиг. 3). Таким образом, раскрытие парашюта начинают высокотемпературными газами, а заканчивают наполняющим купол воздухом. Заметим, что парашют должен быть выполнен из огнестойкой ткани, а для снижения общей массы кресла буксируемое тело стреляющего механизма может быть выполнено в виде пиропатрона, который пустотелым буксировочным фалом (трубкой) будет соединен с карманом 7. Тогда при срабатывании пиропатрона продукты горения будут поступать в карман, при этом будет создаваться дополнительная сила (от реактивной струи этого пиропатрона), удерживающая купол.
После раскрытия парашюта, сопровождающегося динамическим рывком, нагрузка на стропы уменьшается, поэтому некоторая их часть становится как бы лишней и может при необходимости быть отсоединена от подвесной системы. Поэтому в случае угрозы поражения огнем противника включают в кресле источник цветного дыма (или красителя), например сизого, который проходит к куполу через полые стропы, одновременно просачиваясь через них, а также поджигают часть строп, выполненных в виде бикфордова шнура, которые при горении также выделяют дым, в результате него вокруг летчика и парашютной системы создается дымовая завеса, затрудняющая противника вести прицельную стрельбу. При этом со спины летчик защищен креслом, а спереди жизненно важные органы прикрывает экран в виде раскрытого веера. Заметим, что после начала горения (сгорая) стропа автоматически отрывается от лямки подвесной системы и повисает вертикально, на некотором расстоянии от кресла, раскачиваясь в потоке набегающего воздуха, что способствует лучшей маскировке. Конец такой стропы может быть отделен и от купола 5, например путем поджога горячими газами, выходящими из карманов 7. При падении этого конца вниз продуцируется маскирующий дым под креслом летчика, который, будучи снабженный индивидуальной (автономной) системой дыхания (подачей кислорода), может легко дышать, находясь в дыму. После того как угроза поражения миновала, или непосредственно перед приземлением, с помощью клапана (крана) спускают продукты горения из мехов 15 в атмосферу, в результате чего за счет упругих сил пластин 14 они сжимаются, а кресло затем отделяется от подвесной системы парашюта. Заметим, что даже если указанное отделение кресла произойдет с расправленными мехами, то они проскользнут между ног, раздвигая их и не нанося им травмы. После отделения кресла летчик приземляется на ноги.
Если катапультирование происходит вне зоны военных действий, то веер может быть сложен и кресло отделено от подвесной системы сразу после раскрытия парашюта.
При катапультировании на средних и больших высотах парашют целесообразно вводить на заданной высоте (3-4 км), при этом для придания креслу нужного положения можно применить стабилизирующий парашют, стропы которого прикрепить к верхним концам пластин 14, поскольку их нижние концы находятся близко к центру масс кресла с летчиком. При этом укладка этого небольшого парашюта может быть закреплена на нижней части пластин 14, вдоль последних. Благодаря этому обеспечивается максимальное удаление стабилизирующего парашюта от основного. Заметим, что близко к указанному центру масс должна проходить и линия действия силы отдачи при срабатывании стреляющего механизма, чтобы сильно не отклонять (раскачивать) кресло от нужного положения.
Если в процессе открытия парашюта возникла ситуация, когда посредством фала 12 расчековки ранец 11 раскрылся, а стреляющий механизм 3 не сработал по какой-то причине, то приводится в действие нож 16, перерезающий буксировочный фал 4, в результате чего стреляющий механизм разъединяется с куполом 5. После этого приводятся в действие пиропатроны 8 внутри купола 5, и продуцируемые газы начинают истекать в каналы 7. Поскольку эти каналы при сложенном парашюте тоже находятся в сложенном (поперек) состоянии, то находящиеся в них под нарастающим давлением газы будут стремиться расправить каналы, что вызовет отделение одной сложенной части парашюта от другой, т.е. парашют часть за частью будет как бы отбрасываться от ранца 11. При этом поступившие в верхнюю часть купола высокотемпературные газы (проникшие через материал карманов и перфорацию) надуют эту верхнюю часть, которая обладая подъемной силой и сопротивлением набегающему воздушному потоку, начнет играть роль вытягивающего парашюта, увлекая за собой (извлекая из ранца) оставшийся купол со стропами. По мере отделения купола от ранца он все больше будет надуваться газами, и скорость его вывода из сложенного состояния и строп будет увеличиваться. После полного выхода строп купол надуется воздухом и раскроется.
Необходимость в перерезывании буксировочного фала возникает и в случае, когда катапультирование происходит на малой высоте вниз головой, и времени на придание креслу нужного положения не остается. Тогда после разделения купола со стреляющим механизмом и приведения в действие пиропатронов 8 происходит также вытягивания купола вверх, но уже в сторону ног, а не головы, которая находится внизу. После раскрытия парашюта описанным способом летчик с креслом переворачивается на 180° относительно точки крепления лямок 9 к подвесной системе (так как центр масс располагается выше указанной точки) и занимает нужное положение. Получается, что, по существу, применение стреляющего механизма необходимо только при катапультировании с «нулевой» высоты.
Отметим, также, что, если, наоборот, стреляющий механизм сработает, а пиропатроны 8 нет, то после вытягивания парашюта стреляющим механизмом его купол откроется обычным способом путем наполнения воздухом, но при этом увеличится время его раскрытия.
Внедрение изобретения позволит создать простое по конструкции устройство, обеспечивающее возможность покидания летательного аппарата на любых высотах и уменьшающее время раскрытия парашюта.