Реферат: Аварийно-спасательные средства сверхзвуковых самолетов

  В с т у п л е н и е

Аварийныеситуации в современной авиации возникают достаточно ред- ко ,  прежде всегоблагодаря высокой надежности  летательных  аппаратов, хорошей  подготовке экипажей  и  тщательной работе наземных технических служб.  Несмотря на это, иногда происходят аварии  самолетов  например, вследствие отказа силовойустановки, нехватки топлива, возникновения по- жара на самолете,  неисправностисистемы управления, потери пилотом ориентации в пространстве, из-заисключительно неблагоприятных метеорологических условий и т.п. Кроме того,военные самолеты постоянно подвергаются  опасности  оказаться в аварийнойситуации в результате действий противника.

Кнаиболее  неблагоприятным  относятся быстротечные аварии,  когда время, которымрасполагает экипаж для того чтобы  покинуть  самолет  или произвестивынужденную посадку,  невелико. Поэтому спасательные средства экипажей должныобеспечивать безопасность не только в любой ситуации, но и в любой моментвремени.

Впервом двадцатилетии развития авиации экипаж практически не располагалкаким-либо спасательным средством,  позволяющим покинуть самолет в воздухе.  Вовтором двадцатилетии единственным средством  такого  рода был парашют.  Вслучае аварии летчик покидал самолет таким образом: отстегивал ремни, открывалфонарь, выходил из кабины и прыгал с крыла. После  непродолжительного свободного полета летчик открывал парашют и приземлялся. С ростом скорости ивысоты полета такой способ становился непригодным по многим причинам.

Во-первых,с увеличением скорости  полета  значительно  возрастает сила аэродинамическогосопротивления.  Например, при скорости полета 600 км/ч на тело летчика, высунувшегося только наполовину из кабины самолета, действует сила около 4,4 кН( 450 кГ ). Величина силы пропорциональна квадрату скорости, поэтому повышениескорости, например, до 1200 км/ч приводит  к  четырехкратному  увеличению  силыбез учета дополнительного волнового сопротивления.  В таких условиях выход изкабины самолета превышает физические возможности человека.

Вторымфактором,  затрудняющим покидание самолета с парашютом, является  большое различие между скоростью самолета и резко уменьшающейся скоростью парашютиста врезультате торможения набегающим потоком.  Поток подхватывает парашютиста ибыстро уносит назад, что грозит столкновением с хвостовым оперением или другимичастями самолета.

Третьяопасность кроется в неблагоприятном действии воздушного потока большой скоростина незащищенные участки тела, вызывающим повреждение внешних и внутреннихорганов и т.п.

Другиеопасности связаны  с  необходимостью  покидать  самолет  на очень  большой илиочень малой высоте.  В первом случае возникает неблагоприятное действие начеловека очень  низких  давления  и  температуры, вследствие  чего  возникает кислородное голодание и нарушается тепловое равновесие организма. На малойвысоте, особенно при движении самолета по земле ( или по палубе корабля ), нехватает промежутка времени и расстояния для раскрытия и наполнения купола парашюта,  т.е.  для  уменьшения скорости падения до допустимой величины.

Практическиустановлено, что покидать с парашютом самолет, летящий со скоростью более 600км/ч на высоте, меньшей 300 метров, без специальных средств небезопасно илипросто невозможно с учетом физических данных человека. По этой причинеконструкторы разработали специальные технические средства, позволяющие покидатьоколои сверхзвуковые самолеты в любых условиях и на любых этапах полета,  т.е.во всем используемом диапазоне скоростей и высот.

Первымсредством такого рода являлось выбрасываемое сидение,  позволяющее летчикупокидать самолет с  помощью  катапультирования.  Первые применявшиесякатапультируемые сидения обеспечивали возможность безопасно покидать самолеттолько при ограниченной скорости и  высоте,  поэтому для  сверхзвуковыхсамолетов было создано более сложное оборудование.  К нему относятсяспасательные капсулы и отделяемые кабины, в которых можно покидать  самолет, сохраняя  безопасность в любых условиях полета.  Они нашли применениеисключительно в сверхзвуковых самолетах.

    Катапультируемое сидение

    

Катапультируемоесидение по сравнению с обычным,  неподвижно закрепленным в самолете снабженонаправляющими и приводом, позволяющим выбрасывать сидящего человека (вместе скреслом) на определенную высоту над траекторией  полета самолета.  В первыхустройствах такого рода движение вдоль направляющих происходило под действиемсжатых газов,  подаваемых в цилиндр (скрепленный с самолетом), которые,действуя на поршень, (скрепленный с сидением),  придавали сидению и летчику определенную  скорость относительно самолета.

 Послекатапультирования сидение с летчиком движется  по  траектории,  форма  которой зависит от скорости полета самолета в момент катапультирования,  скоростикатапультирования сидения, а также от катапультируемой массы (сидение слетчиком) и от ее аэродинамических характеристик. Параметры конструкции креслаи его привода должны обеспечивать после  катапультирования скорость движения, достаточнуюдля того чтобы миновать заднюю часть самолета на безопасном растоянии. Высотакатапультирования уменьшается с увеличением скорости полета и возрастет сувеличением начальной скорости катапультирования.  Скорость катапультированиязависит от величины хода поршня в цилиндре, характеристик катапульты идопустимого значения перегрузки, действующей на человека.

 Ограниченныегабариты кабины экипажа и,  следовательно, небольшой допустимый ход поршняповлияли на то,  что первые катапульты  снабжались приводом  (обычно  это былпорохвой заряд,  реже баллон сжатого воздуха), который на коротком промежуткепути сообщал человеку  перегрузку  18-20, т.е.  максимально  допустимую сфизиологической точки зрения.  С помощью сидений такого типа можно былобезопасно покидать  самолет,  летящий  со скоростью,  не превышающей 900-1100км/ч.  Авария на самолете, летящим с большой скоростью требовала от экипажауменьшения ее до такой, при которой можно безопасно покидать кабину.  Случаи, в которых это было невозможно из-за повреждения самолета могли закончитсятрагически.

 В1955 году произошли две аварии, которые снова обратили внимание на проблемупокидания самолета,  летящего со сверхзвуковой скоростью.  В обеих случаяхкатапультирование произошло во время крутого пикирования с резко возрастающейскоростью, причиной которого явилась потеря управляемости, вызваннаяаэродинамической блокировкой руля высоты.

 Впервом случае воздушный поток сорвал с пилота перчатки,  шлемофон  и кислородную маску,  а первый удар потока в лицо вызвал появление синяков подглазами.  Во втором случае, произошедшем на самолете F-100A, на  пилота действовала тормозящая сила воздуха,  создавая отрицательную перегрузку около40 и динамическое давление порядка 600  кПа.  Воздушный поток сорвал с пилотаботинки,  носки, шлем, кислородную маску и перчатки,  а также кольцо и наручныечасы, разорвал нос, губы и веки. Все тело имело сильные ушибы, а внутренниеорганы, особенно сердце и печень, повреждены.

 Вследствиепроведенных исследований конструкция катапультируемого кресла претерпеласущественные изменения, благодаря которым сначала была повышена безопасностьпокидания самолета,  летящего с большой скоростью, а затем безопасность привзлете и посадке. К наиболее важным конструктивным усовершенствованиямотносятся:

совмещениев одном рычаге откидывания фонаря и  катапультирования с одновременнымавтоматическим фиксированием ног и рук в необходимом положении. В креслахпервоначальной конструкции катапультирование наступало после натягивания налицо обеими руками матерчатого предохранителя, а после введения шлемов сощитками из органического стекла-нажатием  рычага,  расположенного  вподлокотнике кресла или между бедрами.  В новых катапультируемых креслах пилотвыполняет только одно действие-подает команду  исполнительному  механизму, который  притягивает ноги к креслу и фиксирует их,  прижимает локти ктуловищу,  выбирает  зазоры  в  ремнях, удерживающих пилота в кресле, фиксирует голову и сбрасывает фонарь (или открывает аварийный люк),  а через1-2 секунды приводит в действие катапульту;

применениеавтоматического выпуска  стабилизирующего  парашюта, отделение пилота от кресла(расстегивание ремней и отбрасывание кресла), раскрытие спасательного парашютаи регулирование  запаздывания  исполнительных механизмов, которые обеспечиваюткак можно более быстрое прохождение больших высот (без превышения предельногоперепада давления, безопасного для организма) и как можно более быстроенаполнение купола парашюта во время падения с малых высот;  этими действиямиуправляет таймерно-анероидный  автомат,  а  быстрое  наполнение парашюта намалой высоте осуществляется системой небольших пирозарядов,  выбрасывающихпарашют из оболочки и раскрывающих его купол;

применениетелескопических и многозарядных выталкивающих  механизмов, удлиняющих времядействия ускорения и соответствующий путь катапультируемого креслаограничивается величиной 20-24 м/с,  а  высота  его подъема увеличивается до2528 метров при перегрузке 18-20 .

 Выталкивающиймеханизм такого типа  позволяет  покинуть  самолет, летящий  с большойскоростью на малой высоте,  однако его невозможно использовать во время авариина взлете или посадке.  Эта проблема была решена с помощью дополнительногоракетного двигателя, который удлиняет активный участок траектории полетакатапультироемого кресла при  перегрузках, допустимых для организма человека.Катапультирование в таком кресле можно разделить на два этапа. На первомпроисходит обычный процесс катапультирования, а на втором включается ракетныйдвигатель тягой 20-30 кН, который,  действуя уже вне кабины самолета,  занесколько десятых  долей секунды поднимает кресло на 60-120 метров.  Такоекресло с ракетным двигателем позволяет покинуть самолет,  находящийся навзлетной  полосе,  и поэтому относится к классу 0-0 (скорость и высота равнынулю).

 Кромесредств,  позволяющих вынужденно покидать самолет,  летящий со  сверхзвуковойскоростью,  большое внимание уделяется проблеме защиты пилота от динамическогодавления.  Из многих рассмотренных решений практическое  применение нашелупомянутый выше метод натягивания на лицо полотняной матерчатой маски. Высотные скафандры и специальные  шлемы  для экипажей самолетов, эксплуатируемых на больших высотах,  на сегодняшний день решают проблему защитытела и лица человека при  катапультировании. Не  нашли широкого применениядругие способы защиты от воздействия потока, которые, в частности,использовали:

выдвигаемый щиток,  выполняющий  роль генератора косых скачков уплотнения, образующих конусМаха, внутри которого скорость потока и динамическое давление на 30% меньше,чем снаружи;

быстрыйповорот кресла после катапультирования в горизонтальное положение,  с тем,чтобы сидение кресла воспринимало действие динамического давления;

конструктивносвязанную с креслом отъемную часть фонаря кабины, которая во времякатапультирования поворачивается таким  образом,  чтобы закрыть от набегающегопотока все кресло вместе с пилотом.

Этиспособы могут оказаться эффективными в частных случаях, например приавтоматическом катапультировании летчика,  находящегося без сознания, изсамолета, погружающегося в воду.

    Спасательная    капсула

 Частые аварии и катастрофы первых сверхзвуковых самолетов,  невысокаяэффективность открытых катапультируемых кресел в экстремальных условияхполета,  а также сложность отделения и безопасного возвращения на землю передней части самолета с экипажем привели к появлению в 50-х годах болеерациональных закрытых катапультируемых  устройств,  называемых спасательнымикапсулами. Во время аварии это устройство по сигналу катапультированияавтоматически закрывает человека вместе с  креслом  специальными щитками и, кроме того,  позволяет применять более разнообразное оборудование,  повышающеебезопасность с  момента  катапультирования  до приземления.

 Изучаласьвозможность использования негерметичных  и  герметичных капсул. В первом случаекапсула защищает человека от воздействия динамического давления,аэродинамического нагрева и частично от перегрузок при торможении  (благодаря увеличению массы и уменьшению сопротивления).  В свою очередь герметичнаякапсула позволяет,  кроме того, совершать полет без сложного скафандра,затрудняющего движения, и парашюта, а также прочих индивидуальных средствзащиты и спасения членов  экипажа.  С  учетом этих  достоинств  практическое применение получили герметичные капсулы, обладающие непотопляемостью, чтообеспечивало безопасное приводнение.

 Первуюиз  известных  капсул разработала фирма «Гудьир» для военно-морскойавиации США в начале 50-х годов.  Однако эта капсула не нашла применения. Затем  были  созданы  капсулы  для самолетов B-58 и ХВ-70А. Конструкция этихкапсул и приспособлений,  служащих для  катапультирования, определяласьтребованием безопасного покидания неисправного самолета в широком диапазоневысот и скоростей полета. Для самолета ХВ-70A такой диапазон скоростейначинается со 150 км/ч (при нулевой высоте) и охватывает скорости до М=3 (приэтом покинуть самолет,  летящий  с  максимальной скоростью можно только навысоте, превышающей 2100 м). Подробных данных о самолете В-58 не опубликовано, однако известно,  что во  время наземных испытаний капсула поднималась навысоту 75 метров,  что при использовании быстро раскрывающегося парашютаобеспечивает высокий уровень безопасности приземления.

 Автоматическоеоборудование, примененное, например, в капсуле самолета В-58, осуществляетподготовку к катапультированию, само катапультирование и приземление. Подготовка к катапультированию в этой  капсуле включает придание телу человекаопределенного положения, закрытие капсулы и ее герметизацию. Механизмкатапультирования приводится в движение с помощью  одного из двух рычагов, расположенных на подлокотниках кресла. После этого зажигается пороховой заряд, газы которого  попадают  в  два привода; один из которых подтягивает ификсирует ноги, другой отодвигает туловище назад и стабилизирует положениеголовы. После этих операций пороховые газы проникают в механизм герметичногозакрывания капсулы.  Длительность этих операций составляет около однойсекунды,  после чего осуществляется  герметизация  кабины и создаетсядавление,  соответствующее высоте 5000 метров, что занимает еще 2-3 секунды.Закрытие капсулы вызывает  срабатывание нескольких концевых выключателейэлектрических цепей. Цепь аварийной сигнализации закрытия капсулы передает сигнал  остальным членам  экипажа  о  принятии  решения на катапультирование. Другая цепь включает средства связи,  передающие сигналы об аварии.  После закрытия капсулы пилот сохраняет возможность управления самолетом,  так какштурвал остается в своем нормальном положении внутри капсулы,  а ее обтекатель  имеет  иллюминатор,  через  который можно наблюдать за показаниями приборови частью оборудования кабины.  Такая конструкция позволяет осуществить  (если авария  не имеет катастрофического характера) снижение, изменение направленияполета и даже открытие капсулы  с  сохранением  ее последующей герметезации.Система катапультирования не зависит от подготовительных операций,  поэтому сампроцесс катапультирования капсулы может быть произведен и в случае ихневыполнения, например при поломке или отказе устройств, обеспечивающихвыполнение подготовительных операций.

 Процесскатапультирования основан на принципе, используемом в катапультируемыхсидениях,  оборудованных ракетными двигателями, запускаемыми с помощьювспомогательной системы. Нажатие рычага катапультирования приводит квоспламенению порохового заряда.  Выделяющиеся при  это  газы сбрасываютобтекатель кабины,  и по истечении 0,3 секунды происходит запуск ракетного двигателя. Во время движения  капсулы  вверх  происходит воспламенение другого пороховогозаряда,  выбрасывающего наружу стабилизирующий парашют, который после отделениякапсулы от самолета инициирует раскрытие  на ее поверхностищитков-стабилизаторов.  Движение капсулы по направляющим катапультысопровождается отделением от нее  элементов  управления и систем,  связанных ссамолетом, а также включением внутренней аппаратуры жизнеобеспечения.  Крометого,  происходит  включение  внутри капсулы таймерно-анероидных автоматов,которые после уменьшения высоты и скорости полета капсулы до безопасныхзначений вызывают открытие  спасательного парашюта и выполнение всех надлежащихопераций, в том числе наполнение амортизирующих резиновых подушек, смягчающихудар при приземлении или приводнении капсулы.  В случае приводненияосуществляется наполнение дополнительных поплавковых камер,  увеличивающихплавучесть и  устойчивость  капсулы  на неспокойной поверхности воды.  Во времяплавания капсула может находиться как в открытом, так и в закрытом состоянии.Если в случае волнения водной поверхности капсула должна быть закрыта,  то осуществляетсяподключение шланга кислородной маски  к  клапану  системы дыхания атмосфернымвоздухом.  Несколько другую конструкцию имела капсула,  примененная на самолетеХВ-70A.  Она была оборудована  обтекателем, состоящим из двух частей, а уголнаклона кресла мог изменяться. Стабилизацию положения капсулы в полетеобеспечивали два цилиндрических  кронштейна  телескопического типа,  выдвигаемыечерез 0,1 секунды после катапультирования. Длина кронштейнов в расправленномположении составляла  3 метра.  Концы кронштейнов были снабженыстабилизирующими парашютами, которые раскрывались через 1,5 секунды  после катапультирования.  Силовая установка капсулы выбрасывала ее на высоту 85метров.  Во время наземных испытаний собственная масса капсулы составляла 220кг, а место испытателя было заполнено 90-килограммовым балластом. Безопасноеснижение происходило с помощью спасательного парашюта, имеющего диаметр купола11 метров, а приземление или приводнение осуществлялось с помощью амортизатора ввиде резиновой подушки, наполняющегося газом во время снижения.

 Применениекапсул  такого  типа  обеспечивает  возможность работы экипажа из двух человекв общей кабине вентиляционного типа,  такой  же, какая обычно используется натранспортных самолетах. Внутри капсулы, под сидением, размещается наборпредметов первой необходимости, в состав которого, кроме всего прочего, входят:передающая радиостанция, высылающая сигналы для определения местонахождениякапсулы, и оборудование, необходимое  для обеспечения жизнедеятельности втропических и арктических условиях (в том числе удочка, ружье, вода,продовольствие и т.п.).

     О т д е л я е м а я     к а б и н а

 Основной предпосылкой разработки отделяемой кабины явилось стремление кповышению степени безопасности полетов, поскольку считалось, что отделение кабины от самолета при любых других условиях и режимах полета будет для экипажаболее легким и удобным процессом, осуществляемым, возможно  быстрее,  чем прииспользовании катапультируемых сидений или капсул. Такая кабина должна бытьустойчивой в полете и обеспечивать меньшие перегрузки.

 Взависимости от принятой конструктивной идеи  кабины  уменьшение перегрузки может  быть достигнуто либо посредством увеличения отношения массы кабины к ееаэродинамическому сопротивлению,  либо путем использования ракетных двигателей,противодействующих резкой потере скорости при отделении кабины.

 Практическоеиспользование аварийной системы покидания самолета с помощью отделяемой кабиныявляется более сложным мероприятием по сравнению с рассмотренными выше,поскольку требует решения ряда дополнительных проблем.  К ним относятся,  вчастности проблема разъединения в доли секунды  большого  количества проводов имеханических связей бортовых систем,  которые в обычных условиях должныудовлетворять  требованиям  нормального функционирования и высокой надежности.Процесс этот должен происходить не только быстро и надежно,  но и без нарушенияработы оборудования,  расположенного в кабине и обеспечивающегожизнедеятельность экипажа.  В теоретических исследованиях  и опытно-конструкторских  работах изучаются  различные варианты принциповпостроения и конструктивного выполнения кабин в зависимости от их назначения игабаритов,  а также технологические возможности, стоимость разработки,производства, эксплуатации и т.п.  Иными словами,  задача разработкиотделяемой  кабины  обычно рассматривается с точки зрения комплекснойпригодности определенного решения для конкретного типа самолета.

 Изопубликованных данных следует, что наиболее рациональным решением являетсятакое,  в котором осуществляется отделение кабины вместе с носовой  частью фюзеляжа (в легких типах самолетов) или вместе с частью фюзеляжа, образующей скабиной герметизированный легко разъединяемый модуль.  Конструктивные  решенияв обоих вариантах могут также значительно различаться в зависимости отпринятого способа приземления.  Так,  может быть предусмотрена посадка кабинына сушу или на воду либо экипаж должен покинуть кабину (например путемавтоматического вытягивания кресел  экипажа с помощью парашютов) после ееснижения до определенной высоты.

 Наначальном этапе развития  сверхзвуковой  авиации  практическое применение нашелвариант отделяемой кабины, покидаемой экипажем на определенной высоте.  Так какосновным недостатком такого  решения  являлась низкая надежность на малойвысоте (ввиду недостатка времени, необходимого для выполнения всех операций попокиданию кабины и наполнения  купола парашюта) и полная непригодность впредельных условиях (при нулевой скорости и высоте), позднее рассматривалисьтолько цельноприземляемые кабины.  Кабины  этого  типа характеризуются нетолько высокой безопасностью при покидании самолета на любых режимах полета изначительным сокращением количества индивидуальных средств спасения экипажа, нои возможностью автоматизации всех необходимых действий,  оставляя пилоту только  выбор момента катапультирования.

 Первые отделяемые кабины,  о которых сообщалось в  печати,  были применены всамолетах D-558-II, испытанных в 1948 году, и также «Тридан» I и Х-2(1953 год).  В самолете «Тридан»,  имеющем фюзеляж в  виде  тела вращенияс конусообразной носовой частью,  была применена негерметизированная кабина(пилот осуществлял полет в специальном комбинезоне), выполненная  заодно  сносовой частью фюзеляжа.  При разработке было принято, что после отделения отсамолета кабина должна опускаться вертикально  со стабилизирующим парашютом доопределенной высоты, на которой раскрывается основной парашют.  Удар о землюдолжен был амортизироваться  передней заостренной частью фюзеляжа. Такого родааварийная система покидания самолета не нашла последователей,  тем более что в следующей  модификации самолета  («Тридан»  II) была примененагерметизированная кабина с катапультируемым сиденьем.

 Всамолете Х-2 также использована кабина, отделяемая вместе с носовой частьюфюзеляжа,  которая опускалась на парашюте  до  определенной высоты.  Далеепилот 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 заднейстенкой кабины. После взрыва заряда образующиеся газы подводятся с помощьюспециальных трубопроводов к четырем шкворням,  соединяющим кабину со среднейчастью фюзеляжа,  и под воздействием давления газов происходит отделение кабиныот остальной части самолета.

 Вконце 50-x начале 60-х годов были проведены более комплексные исследованияотделяемых кабин, в результате чего появились проекты новых конструктивныхрешений.  Во Франции в 1961 году была запатентована отделяемая  кабина, оборудованная надувными резиновыми поплавками,  которые являются амортизирующимиили удерживающими  элементами  при  посадке  на землю или на воду.Предполагалось, что в случае аварии электромеханическое устройство отделиткабину от самолета,  включит собственные ракетные двигатели, которые оттолкнутее от самолета, и раскроет сложенные стабилизаторы,  обеспечивающие полеткабины по восходящей траектории.  В наивысшей точке траектории, когдавертикальная скорость уменьшится до нуля, предусматривалось раскрытиестабилизирующего  парашюта.  При  достижении снижающейся  кабиной  определеннойвысоты должен был выпускаться главный парашют,  предназначенный дляосуществления плавного спуска и  приземления.

 ВСША были  разработаны  два  варианта  отделяемых  кабин.  Фирма «Стенлиавиэйшн» 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 действиявысоких температур и перепадов давления. Она имела конструкцию,  выдерживающую большие  перегрузки  и аэродинамические воздействия возникающие в процессекатапультирования.

 Сцелью  обеспечения стабилизации положения кабины был предусмотрен выпуск передкатапультированием соответствующих поверхностей с большим удлинением. Дляотделения кабины от самолета и подъема ее на определенную высоту предполагалосьприменение твердотопливного ракетного  двигателя с тягой около 200 кН ивременем работы 0,5 секунды.  Предусматривалось,  что вектор тяги двигателядолжен проходить через центр  тяжести кабины под углом 35 градусов относительнооси симметрии самолета. Выброс спасательного парашюта должен происходить при достижении  скорости  550 км/ч.

 Современныеотделяемые кабины  нашли  применение  только  в  двух сверхзвуковых самолетах(F-111 и B-1); первое покидание самолета с такой кабиной было осуществлено в1967 году при аварии самолета F-111, во время  которой экипаж самолета, состоящий из двух человек,  произвел катапультирование на скорости полета 450км/ч и высоте 9000 метров (со  скоростью относительно воздуха 730 км/ч) иосуществил благополучное приземление.

 Разработкаи производство фирмой «Макдоннел» полностью герметизированной кабинысамолета позволили осуществлять полет  без  специального высотного оборудования  и обеспечивали безопасное покидание самолета во всех диапазонахскоростей и высот полета,  в том числе при нулевой  скорости и под поверхностьюводы.  В процессе разработки кабины была выполнена обширная исследовательскаяработа.  В частности, были проведены испытания на рельсовом стенде дляопределения траектории полета при достижимых на земле предельных скоростях,исследование свободного падения кабины  с  большой высоты с целью определенияаэродинамических характеристик,  исследование удара кабины с целью разработкисистемы  амортизации, оценки  плавучести,  ориентации на воде и отсоединениякабины под водой, изучение возможности длительного пребывания экипажа в кабинепосле  приземления в труднодоступной местности в различных климатических игеографических условиях,  а также исследования прочности, надежности,функционирования и т.п.

 Отсоединениекабины происходит после нажатия рычага,  расположенного между креслами экипажа.После подачи команды система работает автоматически, причем вначалеосуществляется затягивание ремней, пристегивающих экипаж к креслам,  включениеаварийной дыхательной кислородной системы и дополнительного наддува кабины.Затем происходит отделение кабины от самолета, разъединение элементовуправления и проводов, включение ракетного двигателя.  Отделение кабины и разрывсоединений  осуществляются посредством взрыва заряда, выполненного в видешнура, уложенного по контуру соединения модуля кабины с остальной частьюфюзеляжа. Силовая установка кабины состоит из твердотопливного ракетногодвигателя тягой 177,9 кН (18140 кГ).

 Взависимости  от  высоты  и скорости полета относительно воздуха двигательвыбрасывает кабину на высоту 110-600 метров над  самолетом.  В верхней точкетраектории полета кабины выбрасываются стабилизирующий парашют и полоскистаниоля, облегчающие радиолокационное обнаружение кабины  спасательными службами.  По истечении 0,6 секунд после выбрасывания стабилизирующего парашютапрекращается работа двигателя и осуществляется выпуск  основного  спасательногопарашюта с куполом диаметром 21,4 метра (парашют этого типа применен вспускаемом  модуле  космического  корабля «Аполлон»).  Выброс парашюта,  обеспечивающего  снижение кабины со скоростью 9-9,5 м/с, происходитс помощью порохового заряда, воспламеняемого по сигналу таймерно-анероидногоавтомата или акселерометра.  На высотах, меньших 4500 метров, парашютвыбрасывается сразу же, а в полетах со скоростью более 550 км/ч онвыбрасывается только после уменьшения осевых перегрузок до величины 2,2. Наполнение купола парашюта происходит в течение 2,5 секунд, считая от моментанатяжения строп. Амортизация удара о землю или воду,  а также необходимаяплавучесть обеспечиваются  расположенными под кабиной резиновыми подушками,наполняющимися в течение 3 секунд после выброса спасательного парашюта.  Вслучае приводнения  кабины дополнительно выпускаются два поплавка, предотвращающие ее переворот. В убранном положении поплавки располагаются внишах верхней части  кабины. Кабина может отсоединяться от фюзеляжа под водой.Это происходит автоматически по сигналу гидростатического датчика после погружения  самолета на глубину 4,5 метра.

 Впрограмме разработки самолета B-1 первоначально  предусматривалось применениетрехместной отделяемой кабины,  аналогичной кабине самолета F-111.  Однакозначительная стоимость такой  кабины,  необходимость проведения  обширныхисследований,  сложность конструкции и обслуживания привели к тому, что былопринято решение об использовании отделяемых кабин только в первых трех образцахсамолета. В последующих же экземплярах стали использовать катапультируемые сидения,  специально  разработанные для этого самолета.

   ЛИТЕРАТУРА

ЦихошЭ. Сверхзвуковые самолеты: Справочное руководство. Перевод с польского. Москва,издательство «МИР», 1983 год, 432 страницы.

      _

еще рефераты
Еще работы по авиации и космонавтике