СПОСОБ И СИСТЕМА АВАРИЙНОГО ПОКИДАНИЯ САМОЛЕТА С ЧЕТЫРЬМЯ ЧЛЕНАМИ ЭКИПАЖА
METHOD AND SYSTEM OF EVACUATION OF AIRCRAFT WITH FOUR MEMBERS OF CREW

Изобретение относится к системам принудительного покидания экипажем в аварийных ситуациях многоместного самолета и, в частности, может быть использовано в системах покидания четырехместного самолета при размещении экипажа в катапультных креслах, расположенных в два ряда тандемно по два катапультных кресла в каждом ряду.
Из уровня техники известна система аварийного покидания многоместного самолета путем поочередного катапультирования вверх по авторскому свидетельству SU 280244 от 09.06.1969 г., содержащая катапультные кресла, каждое из которых снабжено реактивным двигателем, обеспечивающим разлет катапультных кресел в разные стороны на безопасное расстояние за счет наличия боковой составляющей скорости кресла.
Указанная система не обеспечивает эффективного разведения катапультных кресел при покидании экипажем многоместного самолета, особенно на малых скоростях полета, при движении по взлетно-посадочной полосе и на стоянке.
Известна также система аварийного покидания четырехместного самолета ТУ-22М (см. https://ru.wikipedia.org/wiki/Ty-22M), принятая за прототип, состоящая из катапультных кресел, каждое из которых оснащено стреляющим механизмом, временным реле и электроклапаном, крышек с системами их сброса, а также системы управления очередностью катапультирования.
При применении указанной системы способ аварийного покидания заключается в сбрасывании в заданном порядке крышек кабины самолета с последующим покиданием самолета следующим образом. После подачи команды на катапультирование экипажа включаются временные реле на креслах оператора, штурмана и правого летчика, настроенные соответственно на 0,3 с, 1,8 c и 3,6 c.
После срабатывания каждого из реле через 0,3 c происходит срабатывание электроклапана на каждом кресле, который включает систему «Изготовка» и обеспечивает сброс соответствующей крышки фонаря над каждым из кресел.
При срабатывании системы «Изготовка» на каждом из кресел включается временной автомат, который через 1c выдергивает чеку включения стреляющего механизма кресла.
Командир по этой схеме покидания катапультируется последним, срабатывая приводами катапультирования на кресле вручную.
При такой последовательности срабатывания элементов системы включение стреляющего механизма правого летчика после включения системы покидания самолета происходит через интервал времени Δτ, равный:
Δτ=3,6 с+0,3 с+1 с=4,9 с
У командира это время существенно больше (около 7 с).
Недостатком известных способа и системы аварийного покидания самолета является значительная продолжительность процесса катапультирования, обусловленная следующими двумя главными обстоятельствами:
- последовательный сброс всех крышек;
- достаточно большие временные задержки между последовательными катапультированиями членов экипажа для обеспечения приемлемых относительных траекторий катапультирующихся кресел при отсутствии на этих креслах специальных систем корректирования траекторий для надежного разведения их в пространстве.
Кроме того, катапультирование на режимах разбега-пробега возможно лишь на скорости не менее 130 км/ч, поскольку на меньших скоростях и, соответственно, малых значениях аэродинамических сил даже при вышеуказанных достаточно больших временных задержках не удается обеспечить приемлемого относительного движения катапультных кресел.
Большая продолжительность процесса покидания приводит к необходимости для обеспечения благоприятного исхода катапультирования иметь очень большой начальный запас высоты полета самолета при инициировании системы покидания, поскольку минимально безопасная высота покидания Hmin включает в себя потерю высоты самолетом на этапе подготовки экипажа к катапультированию, равную:
ΔH=-Vy⋅(Δτ+0,2 c), где
Vy - вертикальная скорость самолета в момент аварии;
Δτ - время подготовительных операций командира, покидающего самолет последним;
0,2 c - приблизительное значение времени движения катапультных кресел по направляющим до отделения от самолета.
Технической задачей заявляемого изобретения является создание системы и способа аварийного покидания, позволяющих уменьшить потребную высоту для покидания самолета за счет интенсификации процесса покидания при одновременном обеспечении безопасного относительного движения катапультировавшихся членов экипажа при размещении катапультных кресел в кабине в два ряда по два кресла в каждом ряду.
Поставленная задача решается тем, что для ускорения процесса катапультирования, прежде всего процесса образования для катапультных кресел аварийных выходов, сбрасываются одновременно крышки переднего ряда кресел, затем с задержкой крышки заднего ряда и после их ухода на безопасное расстояние осуществляется ускоренное последовательное катапультирование членов экипажа в следующей последовательности: правое заднее, левое заднее, правое переднее, левое переднее катапультные кресла.
При этом для лучшего разведения траекторий движения катапультировавшихся членов экипажа катапультным креслам левого и правого рядов задают угловую скорость по крену в поперечной плоскости в противоположных направлениях и кроме этого креслам переднего ряда задают в продольной плоскости по тангажу отрицательное угловое ускорение, а креслам заднего ряда - положительное угловое ускорение.
Система в соответствии с заявляемым способом аварийного покидания самолета с четырьмя членами экипажа представлена фигурами 1-5.
Фиг. 1 представляет размещение катапультных кресел в самолете.
Фиг. 2 представляет установку двигателя бокового разворота и ракетного двигателя твердого топлива на катапультном кресле (позиция 12 - центр масс системы «катапультное кресло + летчик»).
Фиг. 3 представляет управление в поперечной плоскости по крену.
Фиг. 4 представляет управление в продольной плоскости по тангажу.
Фиг. 5 представляет работу системы аварийного покидания.
Система аварийного покидания самолета с четырьмя членами экипажа включает катапультные кресла 1, 2, 3, 4, крышки 5, 6, 7, 8 с механизмами сброса, систему управления очередностью катапультирования, в состав которой введен блок управления очередностью сброса крышек и катапультирования (БУОСКиК) 13, обеспечивающий последовательность этапов покидания.
Катапультные кресла 1, 2, 3, 4 оснащены импульсными ракетными двигателями бокового разворота (ДБР) 9, задающими креслам одного ряда угловую скорость по крену в противоположных направлениях, и имеют такую установку ракетных двигателей твердого топлива (РДТТ) 10 на катапультных креслах переднего и заднего ряда, что при работе РДТТ 10 на катапультных креслах заднего ряда (3, 4) создается угловое ускорение по тангажу положительного знака (момент на кабрирование), а на катапультных креслах переднего ряда (1, 2) создается по тангажу отрицательное угловое ускорение (момент на пикирование).
Система работает следующим образом.
При подаче команды на катапультирование с одного из двух передних катапультных кресел (1 или 2) электросигнал поступает в БУОСКиК 13, который подает электрокоманду на сброс двух крышек (5 и 6), расположенных над катапультными креслами 1 и 2, а затем с некоторой задержкой команду на сброс двух задних крышек (7 и 8), расположенных над катапультными креслами 3 и 4.
Через некоторое время, необходимое для удаления крышек на безопасное расстояние, БУОСКиК 13 подает электрокоманды на последовательное, с определенной задержкой (около 0,4 с), катапультирование катапультных кресел в порядке: катапультное кресло 4, катапультное кресло 3, катапультное кресло 2 и катапультное кресло 1.
При перемещении каждого из катапультных кресел по направляющим на определенном ходе включается РДТТ 10, имеющий на катапультных креслах переднего и заднего ряда различное направление тяги двигателя для создания момента по тангажу нужного направления и ДБР 9 нужного направления.
Заявляемые способ и система аварийного покидания самолета с четырьмя членами экипажа позволяют сократить время, необходимое для катапультирования третьего члена экипажа, с 4,9 с до 2,8 с, командира - с 7 с до 3,2 с.
Таким образом, применение заявляемых способа и системы аварийного покидания самолета с четырьмя членами экипажа решает задачу существенного уменьшения потребной высоты для покидания самолета за счет интенсификации процесса покидания при одновременном обеспечении безопасного относительного движения катапультирующихся членов экипажа.