En utkastningsstol är ett system utformat för att rädda en pilot eller andra besättningsmedlemmar från ett flygplan i nödsituationer. I den inhemska flygindustrins operativa och tekniska dokumentation används termen utkastplats [1] .
Utkastningssäten används huvudsakligen på militär- och sportflygplan (till exempel Su-26 ); utkastsstol installerades också för första gången i världen på en helikopter ( Ka-50 ). De mest avancerade modellerna av utkastarstolar ger piloträddning i hela området av höjder och hastigheter för detta flygplan, och ger till och med utkastning från marken.
Utkastningssäten installerades också på den första rymdfarkosten i Vostok -serien; deras användning var tänkt både i händelse av en olycka och för landning under normala förhållanden efter avslutad flygning [2] .
Som regel avfyras utkastarsätet, tillsammans med piloten, från ett nödflygplan med hjälp av en jetmotor (som t.ex. K-36DM ), en krutladdning (som KM-1M ) eller tryckluft (som en sport ). Su-26 ), varefter sätet automatiskt kasseras och piloten hoppar ner i fallskärm . Ibland används utstötningsräddningskapslar ( B -58 ) och hytter ( F-111 och B-1 ) som faller ner med fallskärm tillsammans med besättningsmedlemmarna inuti.
Fram till mitten av andra världskriget, för att lämna ett skadat flygplan, reste sig piloten från sätet, klev över sidan av cockpiten, ställde sig på vingen och hoppade in i springan mellan den och svansen . Denna metod gav ganska tillförlitlig räddning i hastigheter upp till 400-500 km/h. Men i slutet av kriget ökade flygplanens hastighet avsevärt, och många piloter hade helt enkelt inte tillräckligt med fysisk styrka för att motstå det mötande luftflödet.
Amerikanska flygvapnets studier 1943 visade att 12,5 % av flygplansövergivna år 1942 slutade med att piloter dog (45,5 % - skador), en betydande del av dödsfallen orsakades av kollisioner med svansen och andra delar av flygplanet ; i 1944 års uppföljningsstudie steg dessa värden till 15% respektive 47%. Det finns ett uppenbart behov av ett nytt sätt att lämna flygplanet, i synnerhet tvångsutkastning av sätet med piloten från cockpit [3] .
Experimentellt arbete med tvångsutkastning av en pilot från ett flygplan utfördes redan i slutet av 1920-talet och början av 1930-talet, men deras mål var att lösa det rent psykologiska problemet med piloters rädsla för att "hoppa in i tomrummet". År 1928, på en utställning i Köln , presenterades ett system som kastade ut en pilot i ett säte med ett fallskärmssystem fäst vid det med hjälp av tryckluft till en höjd av 6–9 m [4] .
Uppfinnaren av kabinen med möjlighet till utkastning är Anastas Dragomir (Anastase Dragomir; 1896-1966) - en rumänsk uppfinnare inom flygområdet. På den fick Dragomir, tillsammans med Tănase Dobrescu, den 3 november 1928 ett franskt patent nr. Dragomir och Dobrescus verk var en tidig version av moderna utkaststolar. Det var verkligen ett nytt fallskärmssystem på flygplan: varje passagerare hade sin egen fallskärm, vilket gjorde det möjligt att vid ett kritiskt ögonblick separera sätet från flygplanet tillsammans med passageraren som satt i det, vilket ledde honom ut genom ett speciellt hål. Dragomir lyckades få finansiering för sitt projekt efter flera misslyckade försök, och han fortsatte med att bygga sin "utkastningsstuga". Uppfinningen testades den 28 augusti 1929 på ett Avions Farman-flygplan som lotsades av piloten Lucien Bossoutrot på Paris-Orly flygplats. Franska tidningar skrev att testerna genomfördes framgångsrikt. När han återvände till Rumänien, den 26 oktober 1929, upprepade Dragomir, tillsammans med en rumänsk flygingenjör, kapten Constantin Nicolau, experimentet på ett Avia-flygplan på Băneasa flygplats i Bukarest. Han fortsatte att förbättra sin uppfinning och fick rumänska patent #40658 1950 för sitt "fallskärmsfack". 1960 fick han patent nr 41424 för transportflygplan utrustade med utkastningshytter.
De första tyska katapulterna dök upp 1939 . Det raketdrivna experimentflygplanet Heinkel He-176 var utrustat med en droppnos. Snart blev katapulterna seriella: de installerades på Heinkel He 280 turbojet och Heinkel He-219 kolv . Den 13 januari 1942 flög testpiloten Helmut Schenk He-280 för första gången i historien för att lyckas kasta ut [5] . Utkastsstolar installerades också på några andra tyska flygplan; totalt under andra världskriget gjorde tyska piloter omkring 60 utkastningar [6] .
Utkastsstolar av den första generationen utförde den enda uppgiften - att med tvång kasta ut en person från sittbrunnen. När piloten flyttade bort från flygplanet var piloten tvungen att självständigt lossa bältena, trycka på sätet och öppna fallskärmen. Fåtöljen kastades upp av en pyroteknisk utdrivningsladdning , vars initiativtagare var en squib . Fåtöljer av denna typ användes till exempel på sovjetiska första generationens jetjaktplan ( Su-9 , MiG-15 och ett antal andra typer av flygplan).
Med ökningen av flyghastigheterna var det nödvändigt att öka kraften hos utdrivningsladdningen för att garantera att sätet kastas över flygplanets strukturella delar (vertikal svans). Detta ledde till en ökad risk för skador för piloten (till och med en ryggradsfraktur) på grund av den högre g-kraften vid avfyring. Problemet behövde lösas.
Så på planen dök utkastningsstolar, skjuta ner . Detta minskade belastningen på människokroppen och minskade risken för skador, men begränsade samtidigt höjden på utrymningsfordonet (till exempel på ett Tu-22- flygplan är den minsta utrymningshöjden vid planflygning minst 230- 245 meter över terrängytan). Under lång tid användes sådana säten rutinmässigt på flera typer av flygplan (till exempel KT-1-säten på Tu-16 , från 50-talet fram till avvecklingen av flygplanet i början av 90-talet av 1900-talet).
För att minska belastningen under utkastningen uppåt beslutades det att använda tvåstegs avfyrningsmekanismer : det första steget är en relativt liten utdrivningsladdning som kastar upp stolen, varefter den solida raketmotorn (pulvercheckaren) omedelbart lanserades, som, med acceleration acceptabel för människokroppen, var garanterad att kasta stolen till en säker utgångshöjd. Därmed blev det möjligt att säkert kasta ut piloten under utvecklingen av en olycka på marken, under körning eller körning av flygplanet längs banan. Enligt sovjetisk standard borde minimihastigheten för flygplanet ha varit minst 130 km/h för att garantera fyllningen av räddningsfallskärmstaket.
Men vid denna tidpunkt skedde ytterligare en kraftig ökning av hastigheter och höjder för flygplansflygning. När stolen lämnade hytten under sådana förhållanden skadades en person redan av det mötande luftflödet - upp till frakturer på armar och ben, bristningar i ansiktsvävnader och andra, inte mindre obehagliga effekter.
Att lösa detta problem krävde ett integrerat tillvägagångssätt. Så här utvecklades pilotens skyddsutrustning - från början var de styva glasfiberskyddshjälmar som bars ovanpå headsetet , sedan blev de en enda produkt; specialanpassade overaller och flygstövlar användes också . I utkaststolar började speciella mekanismer användas - automatiskt utlösta begränsare för att sprida armar och ben. För att utesluta ryggradsskador började de installera en mekanism för påtvingad åtdragning av säkerhetsbälten , som vid tidpunkten för utkastningen hårt pressade pilotens kropp mot baksidan av sätet.
Utvecklingen av räddningsutrustning och personligt skydd för piloten hade tidigare anförtrotts ett företag speciellt organiserat för dessa ändamål, nu är det NPP Zvezda .
Referensinformation. Datum för företagets organisation - 2.10.1952. Företagets namn under olika år: anläggning nr. 918 MAP (p/o box 1052), Maskinbyggnadsanläggning "Zvezda" 7 GU MAP, NPO, forsknings- och produktionsföretag ( NPP) "Zvezda" / I A-3927); OAO NPP Zvezda. Postadress: pos. Tomilino-2, Lyubertsy-distriktet, Moskva-regionen, st. Gogol, 39. Verksamhetens inriktning: utveckling och testning av utkastningssäten, rymddräkter och gasmasker för flygpersonal, fallskärmsutrustning; utveckling och produktion av livstöds- och räddningssystem för besättningar och passagerare på flyg- och rymdflygplan: utkastningssäten, skyddsutrustning, syrgasutrustning, rymddräkter och fordon i öppna utrymmen, verktyg för förebyggande av viktlöshet, nödstegar, flottar och västar; brandlarm och brandsläckare; tankningssystem under flygning; medicinsk utrustning. Skapad av: fallskärm PNL-45 (1953); flyg- och rymddräkter : Vorkuta för Su-9 , Sokol för T-4 och Soyuz rymdfarkoster (1973), Swift-dräkt för Buran, VKK-6 höghöjdskompensationsdräkt för MiG-31- besättningen , kostym "Carmorant" för besättningen av Tu-160 ; SK-1 för rymdfarkoster "Vostok", "Berkut" och "Orlan" för öppet utrymme, "Orlan-DMA" med en manöverenhet, "Hawk", "Gyrfalcon" för månprogrammet; PM-12/03 pilothjälm för hjälmmonterat siktsystem; utkastsstolar: K-22 för Tu-22 (1958), K-36, K-36D, K-36LT, K-36M (11F35) för Buran OK (1980-talet), K-37-800 jetsystem, SKS-94 för lätta flygplan (1995); energiabsorberande säte "Kazbek" för SA SC "Soyuz"; sittdyna på Pamir-K-helikoptern; autonoma fordon av kosmonauten SPK (1989); tankningssystem under flygning: KAZ-831, UPAZ-1; syre, hög höjd utrustning; mjukt luftslussfack för rymdfarkosten Voskhod (1960-talet); kläder, vattentankar, NAZ och avloppsanordningar för rymdfarkoster "Soyuz" (1960-talet). Serieproduktion: rymddräkt "Sokol" (1973) - mer än 280.Vid höga överljudshastigheter, när sätet lämnar cockpit, uppstår en stark dynamisk chock, och den utrustning som fanns under dessa år kunde inte garantera piloten en säker utgång från flygplanet. På grund av detta fanns det restriktioner på höjd- och hastighetsparametrarna för rymningen, med andra ord, för en säker utkastning var piloten tvungen att återställa hastigheten och höjden för nödflygplanet till de värden som rekommenderas i RLE . Naturligtvis var detta oacceptabelt av säkerhetsskäl (men sådana restriktioner gäller fortfarande för alla typer av flygplan).
En av utvägarna i denna situation var att lämna flygplansbesättningen i en löstagbar kapsel. Arbete i denna riktning utfördes i flera länder runt om i världen. Vissa typer av flygplan var utrustade med en escape pod, till exempel de amerikanska bombplanen Convair B-58 Hustler och General Dynamics F-111 (se separat artikel).
På den sovjetiska MiG-21- stridsflygplanet installerades SK-utkastningssystemet. Utkastssätet togs utan betydande förändringar från den tidigare modellen av MiG-19- flygplanet , men som en anordning för att skydda piloten från luftflödet användes ett cockpittak som kastades framåt och uppåt längs en given bana, som låg på säte och skyddade piloten från påverkan av luftflödet. Men tyvärr, detta system uppfyllde inte helt de funktioner som tilldelats det och övergavs senare genom att installera ett nytt nästa generations utstötningssystem (för detaljer, se beskrivningen av MiG-21-flygplanets design).
Säten med ett trestegs fallskärmssystem blev ett nytt steg i sättet att lämna höghastighetsflygplan . Vid räddning, omedelbart efter att sätet kastades i strömmen, släpptes den första stabiliserande fallskärmen , som lade sätet med piloten nedströms på rygg, vilket avsevärt minskade den destruktiva effekten av det mötande luftflödet på en person, varefter raketmotorn med fast drivmedel slogs på, vilket höjde sätet till en given höjd. Efter att ha bromsat sätet släpptes en andra stabiliserande fallskärm i strömmen , på vilken sätet med piloten som satt i den föll till en säker separationshöjd - det här är tre till fyra tusen meter. På denna höjd är det redan möjligt att andas atmosfärisk luft utan hälsokonsekvenser. Efter separation togs den tredje kaskaden i drift - pilotens räddningsfallskärm . Det är på denna princip som alla säten i de senaste sovjetiska flygplanen fungerar: MiG-23 , MiG-25, MiG-27, MiG-29, Su-24, Su-27, Tu-22M3, Tu-160 och så vidare .
Alla dessa säten är utrustade med autonoma, oberoende av flygplanssystem, som, enligt ett givet program, ansluter eller sätter i drift vissa system av sätet, beroende på villkoren för att lämna.
Relativt moderna utkastarstolar ger besättningen räddning på alla höjder och flyghastigheter, inklusive räddning från ett stillastående flygplan på flygplatsens parkeringsplats. Sådana system kallas "0-0", det vill säga H=0, V=0 (höjd noll, hastighet noll). Under 2000-talet är nästan alla inhemska stridsflygplan utrustade med liknande säten ( begränsningen av den lägsta flykthastigheten på 130 km/h fortsätter att gälla på Tu-22M3 ).
På de flesta flygplan utförs körningen (initiering av drift) av utkastarsätet direkt av piloten. Det finns dock flygplan där tvångsutkastning av besättningsmedlemmar av fartygets befälhavare också är möjlig (till exempel Tu-22M ). Det enda inrikesflygplanet utrustat med ett helautomatiskt utrymningssystem (som självt övervakade farliga flyglägen och kastade ut piloten ur cockpiten oavsett hans önskan) var ett bärarbaserat vertikalt start- och landningsflygplan (VTOL) Yak-38 .
Ka-50 anses vara den första inhemska helikoptern utrustad med ett fullfjädrat flyktsystem . Den är utrustad med raket-fallskärmssystemet K-37-800 , som är designat för att undkomma en helikopter i nöd med hjälp av en bogserraketmotor. Fallmotorn drar ut piloten ur sittbrunnen med fjädringssystemet (ryggstödet), medan själva sätet sitter kvar i helikoptern. Innan man lämnar helikoptern avfyras den övre delen av cockpitglaset och rotorbladen. Efter att ha tränat ut raketmotorn skärs ryggstödsremmarna automatiskt av, vilket separerar och aktiverar räddningsskärmen. Vid behov kan piloten kasta ut sig själv från cockpit utan att aktivera raketmotorn.
I praktiken av den sovjetiska flygplansindustrin utvecklades utkastningssäten under lång tid för en specifik typ av flygplan, vilket återspeglades i deras namn: till exempel installerades KM-säten på MiG-flygplan, KT-säten installerades på Tu-flygplan, etc.
Samtidigt, från och med 1960-talet, i byn Tomilino , Moskva-regionen, bildades ett specialiserat företag - NPP Zvezda, som redan före nutiden. i. sysslar bland annat med utveckling av specialutrustning och medel för att rädda piloten.
Den industriella produktionen av utkastsstolar i K-36- familjen under 2000-talet utförs av maskinbyggarföretaget Vyatka Avitek i staden Kirov .
På 2020-talet fanns det brittiska företaget Martin Baker och amerikanen McDonnell Douglas and Stencil kvar på den internationella marknaden för piloträddningsutrustning .
Den tekniska driften av utkastarstolar, såväl som andra system och medel för nödflykt inom inhemsk militärflyg, utförs av specialister från SAPS-gruppen (medel för nödflykt och räddning), och i delar där bemanningsbordet inte tillhandahåller för en separat SAPS-grupp, sedan som en del av en grupp specialister på flygplan och Motorn har ett antal specialister utbildade och auktoriserade genom order dels att arbeta med utrymningsmedel. Arbeten på SAPS klassificeras som arbeten med ökad fara, på grund av förekomsten av olika pyrotekniska anordningar och produkter i utformningen av sätet. Rummet där de nedmonterade stolarna är placerade och som arbete utförs med har en begränsad individuell entré. Obehöriga personer är strängt förbjudna att komma in i SAPS-laboratoriet.
Sätenas avgas-, stabiliserings- och räddningsfallskärmar hanteras av specialister från regementets fallskärmstjänst (PDS).
Utkastningsstolar installeras inte på kommersiella flygplan av följande skäl:
Utkastssäten, jämfört med konventionella passagerarsäten, är storleksordningar mer komplexa, tyngre och dyrare. Varje utkastsstol är en anordning med ökad fara och kräver att ett antal strikta regler följs vid hanteringen - det finns många tragiska fall av onormal drift av sätet. Dessutom är utkastarsätet designat för en arbetsplats med lämplig ergonomi - det kommer helt enkelt att vara obekvämt för en passagerare i det under en många timmar lång flygning.