СПОСОБ ТОРМОЖЕНИЯ КАТАПУЛЬТНОГО КРЕСЛА И СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD OF CATAPULT SEAT DECELERATION AND SYSTEM TO THIS END

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к системам аварийного покидания, и может найти применение при катапультировании летного состава из летательных аппаратов.
Известен способ торможения катапультного кресла путем увеличения его аэродинамического сопротивления за счет применения специальных тормозных парашютов.
Так, например, российские катапультные кресла К-22 (Н.И. Афанасенко, А.Н. Лившиц, П.П. Соболев. "Разработка систем аварийного покидания для экипажей летательных аппаратов". Вестник авиации и космонавтики, 2002 г., №5) и КМ-1 (А.Г. Агроник, Л.И. Эгенбург. "Развитие авиационных средств спасения". М.: "Машиностроение", 1990 г.) имеют в своем составе трехкупольные парашютные системы, включающие, помимо парашюта спасения летчика, стабилизирующий и тормозной парашюты. Стабилизирующий парашют обеспечивает стабилизацию кресла на начальном этапе катапультирования при большой скорости полета, после чего вводится тормозной парашют, который способствует интенсивному торможению катапультного кресла и поэтому более быстрому вводу парашюта спасения, из-за чего реализуется меньшая потеря высоты при катапультировании.
На американских катапультных креслах типа SIIIS, ACES-II (DOUGLAS AIRCRAFT COMPANY. Advanced concept ejection seat ACESII. Report MDC J4576 Revision D, March 1988) и английских катапультных креслах типа Mk-12, Mk-16 (MARTIN-BAKER'S МК16 ejection seat is the firm's most sophisticated ever. FLIGHT INTERNATIONAL, 18-24 June 1997) для стабилизации и торможения кресла используется тормозной парашют, крепящийся к катапультному креслу с помощью мягкой уздечки и соединительного фала длиной 4 м для обеспечения работы тормозного парашюта вне аэродинамического следа за катапультным креслом. Такой способ обеспечивает хорошее торможение, но может применяться лишь при скорости полета в момент катапультирования, не превышающей 1000…1100 км/час, и обеспечивает не очень надежную стабилизацию кресла в первые моменты после отделения от самолета, особенно при его сложном пространственном положении в момент аварии на малых и средних скоростях из-за большой длительности процесса ввода и разворачивания в потоке мягких конструкций из текстильных материалов - уздечки, соединительного фала и тормозного парашюта.
Основным недостатком вышерассмотренного способа торможения с помощью тормозного парашюта является длительный процесс ввода системы парашюта в действие и возможность зацепления большой мягкой конструкции за элементы самолета и катапультного кресла.
Известен также способ торможения, принятый за прототип, при котором торможение осуществляется в основном за счет обтекания летчика в кресле аэродинамическим потоком воздуха, что не обеспечивает интенсивного торможения кресла после катапультирования.
Так, на российских катапультных креслах типа К-36, например на К-36Д-3.5 (Катапультное кресло К-36Д-3.5. Руководство по технической эксплуатации 903-9200-1000.0 РЭ. Издательство ОАО «НПП «Звезда», 1999 г.), стабилизация обеспечивается с помощью двух жестких телескопических штанг с двумя стабилизирующими парашютами. Эта система обеспечивает надежную стабилизацию в более широком диапазоне индикаторных скоростей полета, вплоть до 1300…1400 км/час. Однако при этом сравнительно небольшие значения коэффициента сопротивления стабилизирующих парашютов, выбранные из условия катапультирования на предельно больших скоростях, не позволяют реализовать достаточно интенсивное торможение катапультного кресла на малых и средних скоростях, а применение уже ставшего традиционным для зарубежных катапультных кресел тормозного парашюта, крепящегося к креслу с помощью уздечки и соединительного фала, плохо сочетается со стабилизирующими штангами, поскольку не исключен их взаимный контакт.
Задачей изобретения является разработка способа и создание системы торможения при катапультировании на малых и средних скоростях, обеспечивающей интенсификацию торможения катапультного кресла при использовании системы стабилизации, примененной на креслах типа К-36.
В соответствии с предлагаемым способом интенсификация торможения катапультного кресла осуществляется после ввода в действие стабилизирующих штанг со стабилизирующими парашютами раскрытием изготовленных из текстильных материалов двух тормозных поверхностей определенной формы, расположенных по бокам кресла, в убранном положении находящихся за спинкой кресла вдоль боковых поверхностей каркаса, не увеличивая габариты катапультного кресла при размещении его в кабине самолета.
x
Проведенные экспериментальные исследования таких поверхностей показали увеличение коэффициента аэродинамического сопротивления катапультного кресла CS более чем в 1.5 раза.
Заявляемое изобретение представлено фиг.1-4.
Фиг.1 представляет сравнительные графики, демонстрирующие потерю высоты при катапультировании летчика из пикирующего с углом - 30° самолета при скорости 700…1100 км/час без тормозных поверхностей (кривая 1') и при их наличии (кривая 2').
Система торможения катапультного кресла (фиг.3 и 4) в соответствии с предлагаемым способом содержит катапультное кресло 1, две стабилизирующие телескопические штанги 2 со стабилизирующими парашютами, две симметрично расположенные тормозные поверхности 3, четыре жестких рычага 4 (два верхних и два нижних), разворачивающихся относительно осей, параллельных оси 0X кресла (линия «грудь - спина») для раскрытия тормозных поверхностей. При этом существенно увеличивается мидель катапультного кресла и, соответственно, коэффициент аэродинамического сопротивления, что приводит к существенной интенсификации торможения и, следовательно, меньшей потере высоты при катапультировании.
На фиг.4 представлено кресло при катапультировании, когда по электросигналу автоматики катапультного кресла срабатывает система ввода тормозных поверхностей, при этом синхронно поворачиваются верхние и нижние рычаги левой и правой тормозных поверхностей, обеспечивая разворачивание их в потоке и увеличение коэффициента аэродинамического сопротивления катапультного кресла.
Одновременно обеспечивается увеличение запаса устойчивости кресла относительно оси 0Y, что приводит к дополнительному улучшению стабилизации катапультного кресла в потоке за счет улучшения его моментной характеристики (фиг.2, кривая 1' - без тормозных поверхностей, кривая 2' - с тормозными поверхностями). При этом жесткий каркас тормозных поверхностей и жесткое крепление его к каркасу кресла совместно с уже применяющимися стабилизирующими штангами позволяет обеспечить необходимые аэродинамические характеристики катапультного кресла сразу же при отделении от самолета, что особенно важно при катапультировании из самолета при неблагоприятном угловом положении относительно потока - при больших начальных углах атаки и скольжения, а также на динамических режимах при больших угловых скоростях самолета по рысканию, тангажу и крену.
Таким образом, предлагаемые способ и система торможения катапультного кресла позволяют увеличить коэффициент аэродинамического сопротивления катапультного кресла, интенсифицировать торможение кресла в потоке и снизить потерю высоты при катапультировании.