Сверхзвуковые самолеты
Шрифт:
Рис. 1.68. Спасательная капсула самолета ХВ-70А.
Применение капсул такого типа обеспечивает возможность работы экипажа из двух человек в общей кабине вентиляционного типа, такой же, какая обычно используется на транспортных самолетах. Внутри капсулы, под сиденьем, размещается набор предметов первой необходимости, в состав которого, кроме всего прочего, входят: передающая радиостанция, высылающая сигналы для определения местоположения капсулы, и оборудование, необходимое для обеспечения жизнедеятельности в тропических и арктических
Отделяемая кабина
Основной предпосылкой разработки отделяемой кабины являлось стремление к повышению степени безопасности полетов, поскольку считалось, что отделение кабины от самолета при любых условиях и режимах полета будет для экипажа более легким и удобным процессом, осуществляемым, возможно, быстрее, чем при использовании катапультируемых сидений или капсул. Такая кабина должна быть устойчивой в полете и обеспечивать меньшие перегрузки.
В зависимости от принятой конструктивной идеи кабины уменьшение перегрузки может быть достигнуто либо посредством увеличения отношения массы кабины к ее аэродинамическому сопротивлению, либо путем использования ракетных двигателей, противодействующих резкой потере скорости при отделении кабины.
Практическое использование аварийной системы покидания самолета с помощью отделяемой кабины является более сложным мероприятием по сравнению с рассмотренными выше, поскольку требует решения ряда дополнительных проблем. К ним относится, в частности, проблема разъединения в доли секунды большого количества проводов и механических связей бортовых систем, которые в обычных условиях должны удовлетворять требованиям нормального функционирования и высокой надежности. Процесс этот должен происходить не только быстро и надежно, но и без нарушения работы оборудования, расположенного в кабине и обеспечивающего жизнедеятельность экипажа. В теоретических исследованиях и опытно- конструкторских работах изучаются различные варианты принципов построения и конструктивного выполнения кабин в зависимости от их назначения и габаритов, а также технологические возможности, стоимость разработки, производства, эксплуатации и т.п. Иными словами, задача разработки отделяемой кабины обычно рассматривается с точки зрения комплексной пригодности определенного решения для конкретного типа самолета.
Из опубликованных данных следует, что наиболее рациональным решением является такое, в котором осуществляется отделение кабины вместе с носовой частью фюзеляжа (в легких типах самолетов) или вместе с частью фюзеляжа, образующей с кабиной герметизированный легко разъединяемый модуль. Конструктивные решения в обоих вариантах могут также значительно различаться в зависимости от принятого способа приземления. Так, может быть предусмотрена посадка кабины на сушу или на воду либо экипаж должен покидать кабину (например, путем автоматического вытягивания кресел экипажа с помощью парашютов) после ее снижения до определенной высоты.
На начальном этапе развития сверхзвуковой авиации практическое применение нашел вариант отделяемой кабины, покидаемой экипажем на определенной высоте. Так как основным недостатком такого решения являлась низкая надежность на малой высоте (ввиду недостатка времени, необходимого для выполнения всех операций по покиданию кабины и наполнения купола парашюта) и полная непригодность в предельных условиях (при нулевой скорости и высоте), позднее рассматривались и строились только цельноприземляемые кабины. Кабины этого типа характеризуются не только высокой безопасностью при покидании самолета на любых режимах полета и значительным сокращением количества индивидуальных средств спасения экипажа, но и возможностью автоматизации всех необходимых действий, оставляя пилоту только выбор момента катапультирования.
Рис. 1.69. Самолет «Тридан» I SNCASO.
Рис. 1.70.
Первые отделяемые кабины, о которых сообщалось в печати, были применены в самолетах D-558-II, испытанных в 1948 г., и также «Тридан» I и Х-2 (1953 ?.) 1*. В самолете «Тридан», имеющем фюзеляж в виде тела вращения с конусообразной носовой частью, была применена негерметизированная кабина (пилот осуществлял полет в специальном комбинезоне), выполненная заодно с носовой частью фюзеляжа. При разработке было принято, что после отделения от самолета кабина должна опускаться вертикально со стабилизирующим парашютом до определенной высоты, на которой раскрывается основной парашют. Удар о землю должен был амортизироваться передней заостренной частью фюзеляжа. Такого рода аварийная система покидания самолета не нашла последователей, тем более что в следующей модификации самолета («Тридан» II) была применена герметизированная кабина с катапультируемым сиденьем.
В самолете Х-2 также использована кабина, отделяемая вместе с носовой частью фюзеляжа, которая опускалась на парашюте до определенной высоты. Далее пилот покидал ее обычным способом с применением индивидуального парашюта. Принцип отделения кабины от самолета состоял в использовании давления газов, получаемых от взрыва заряда, находящегося в специальной камере за задней стенкой кабины. После взрыва заряда образующиеся газы подводятся с помощью специальных трубопроводов к четырем шкворням, соединяющим кабину со средней частью фюзеляжа (рис. 1.70), и под действием давления газов происходит отделение кабины от остальной части самолета.
В конце 50-х-начале 60-х годов были проведены первые более комплексные исследования отделяемых кабин, в результате чего появились проекты новых конструктивных решений. Во Франции в 1961 г. была запатентована отделяемая кабина, оборудованная надувными резиновыми поплавками, которые являются амортизирующими или удерживающими элементами при посадке на землю или воду. Предполагалось, что в случае аварии электромеханическое устройство отделит кабину от самолета, включит встроенные ракетные двигатели, которые оттолкнут ее от самолета, и раскроет сложенные стабилизаторы, обеспечивающие полет кабины по восходящей траектории. В наивысшей точке траектории, когда вертикальная скорость уменьшится до нуля, предусматривалось раскрытие стабилизирующего парашюта. При достижении снижающейся кабиной определенной высоты должен выпускаться главный парашют, предназначенный для осуществления плавного спуска и приземления.
1* В СССР отделяемой кабиной впервые был оборудован самолет Су-17 в 1949 г.-Прим. ред.
Рис. 1.71. Отделяемая кабина самолета F-111.
В США были разработаны два варианта отделяемых кабин. Фирма «Стэнли авиэйшн» разработала кабину для самолета F-102, а фирма «Локхид»-для самолета F-104. Обе кабины, однако, не нашли практического применения. Кабина самолета F-104 разработана с учетом предохранения экипажа от действия высоких температур и перепадов давления. Она имела конструкцию, выдерживающую большие перегрузки и аэродинамические воздействия, возникающие в процессе катапультирования.
С целью обеспечения стабилизации положения кабины был предусмотрен выпуск перед катапультированием соответствующих поверхностей с большим удлинением. Для отделения кабины от самолета и подъема ее на определенную высоту предполагалось применение твердотопливного ракетного двигателя с тягой около 200 кН и временем работы около 0,5 с. Предусматривалось, что вектор тяги двигателя должен проходить через центр тяжести кабины под углом 35° относительно оси симметрии самолета. Выброс спасательного парашюта должен происходить при достижении скорости 550 км/ч.