Et udkastningssæde er et system designet til at redde en pilot eller andre besætningsmedlemmer fra et fly i nødsituationer. I den indenlandske rumfarts operationelle og tekniske dokumentation bruges udtrykket udkastersæde [1] .
Udkastningssæder bruges hovedsageligt på militær- og sportsfly (for eksempel Su-26 ); udkastersædet blev også installeret for første gang i verden på en helikopter ( Ka-50 ). De mest avancerede modeller af udkastningssæder giver pilotredning i hele området af højder og hastigheder af dette fly, og giver endda udkast fra jorden.
Udkastningssæder blev også installeret på det første rumfartøj i Vostok -serien; deres anvendelse var forudset både i tilfælde af en ulykke og til landing under normale forhold efter afslutningen af flyvningen [2] .
Som regel affyres udkastersædet sammen med piloten fra et nødfly ved hjælp af en jetmotor (som f.eks. K-36DM ), en pulverladning (som KM-1M ) eller trykluft (som en sportsgren ) Su-26 ), hvorefter sædet automatisk kasseres og piloten hopper ned i faldskærm . Nogle gange bruges udkastningsredningspuder ( B-58 ) og kabiner ( F-111 og B-1 ), som falder ned med faldskærm sammen med besætningsmedlemmerne indenfor .
Indtil midten af Anden Verdenskrig, for at forlade et beskadiget fly, rejste piloten sig fra sædet, trådte over siden af cockpittet, stillede sig på vingen og sprang ind i mellemrummet mellem det og halen . Denne metode gav ret pålidelig redning ved hastigheder op til 400-500 km/t. Men ved slutningen af krigen steg flyets hastighed betydeligt, og mange piloter havde simpelthen ikke tilstrækkelig fysisk styrke til at modstå den modkørende luftstrøm.
Undersøgelser fra det amerikanske luftvåben i 1943 viste, at 12,5% af de fly, der blev efterladt i 1942, endte med piloters død (45,5% - kvæstelser), en betydelig del af dødsfaldene var forårsaget af kollisioner med halen og andre dele af flyet ; i 1944 -opfølgningsundersøgelsen steg disse værdier til henholdsvis 15% og 47%. Der er et åbenlyst behov for en ny måde at forlade flyet på, især tvangsudkastet af sædet med piloten fra cockpittet [3] .
Eksperimentelt arbejde med tvangsudstødning af en pilot fra et fly blev udført tilbage i slutningen af 1920'erne og begyndelsen af 1930'erne, men deres mål var at løse det rent psykologiske problem med piloters frygt for at "springe ud i tomrummet". I 1928 blev der på en udstilling i Köln præsenteret et system, der kastede en pilot ud i et sæde med et faldskærmssystem fastgjort til det ved hjælp af trykluft til en højde på 6-9 m [4] .
Opfinderen af kabinen med mulighed for udkastning er Anastas Dragomir (Anastase Dragomir; 1896-1966) - en rumænsk opfinder inden for luftfart. På den modtog Dragomir sammen med Tănase Dobrescu den 3. november 1928 et fransk patent nr. Dragomir og Dobrescus arbejde var en tidlig version af moderne udkastsæder. Det var virkelig et nyt faldskærmssystem på fly: hver passager havde sin egen faldskærm, som gjorde det muligt på et kritisk tidspunkt at adskille sædet fra flyet sammen med passageren, der sad i det, og førte ham ud gennem et særligt hul. Det lykkedes Dragomir at få midler til sit projekt efter flere mislykkede forsøg, og han fortsatte med at bygge sin "udkastshytte". Opfindelsen blev testet den 28. august 1929 på et Avions Farman-fly styret af piloten Lucien Bossoutrot i Paris-Orly Lufthavn. Franske aviser skrev, at testene blev gennemført med succes. Da han vendte tilbage til Rumænien, den 26. oktober 1929, gentog Dragomir sammen med en rumænsk luftfartsingeniør, kaptajn Constantin Nicolau, med succes eksperimentet på et Avia-fly i Băneasa Lufthavn i Bukarest. Han fortsatte med at forbedre sin opfindelse og modtog rumænsk patent #40658 i 1950 for sit "faldskærmsrum". I 1960 modtog han patent nr. 41424 for transportfly udstyret med udkastningskabiner.
De første tyske katapulter dukkede op i 1939 . Det raketdrevne Heinkel He-176 forsøgsfly var udstyret med en dropnæse. Snart blev katapulterne serielle: de blev installeret på Heinkel He 280 turbojet og Heinkel He-219 stemplet . Den 13. januar 1942 fløj testpiloten Helmut Schenk He-280'eren for første gang i historien for med succes at skubbe [5] . Udkastningssæder blev også installeret på nogle andre tyske fly; i alt under Anden Verdenskrig foretog tyske piloter omkring 60 udsendelser [6] .
Udkastningssæder af den første generation udførte den eneste opgave - at tvangsskubbe en person ud af cockpittet. Ved at bevæge sig væk fra flyet måtte piloten uafhængigt løsne bælterne, skubbe sædet og åbne faldskærmen. Lænestolen blev kastet op af en pyroteknisk uddrivningsladning , hvis initiativtager var en squib . Lænestole af denne type blev for eksempel brugt på sovjetiske førstegenerations jetjagere ( Su-9 , MiG-15 og en række andre typer fly).
Med stigningen i flyvehastigheder var det nødvendigt at øge uddrivningsladningens kraft for at sikre, at sædet kastes over flyets strukturelle elementer (lodret hale). Dette førte til en øget risiko for skader hos piloten (op til og med et rygmarvsbrud) på grund af den højere g-kraft ved affyring. Problemet skulle løses.
Så på flyene dukkede udkastsæder op, der skød ned . Dette reducerede belastningen på den menneskelige krop og reducerede risikoen for skader, men begrænsede samtidig flugtkøretøjets højde (f.eks. på et Tu-22- fly er den mindste flugthøjde ved planflyvning mindst 230- 245 meter over terrænoverfladen). I lang tid blev sådanne sæder rutinemæssigt brugt på flere typer fly (for eksempel KT-1 sæder på Tu-16 , fra 50'erne indtil nedlæggelsen af flyet i begyndelsen af 90'erne af det 20. århundrede).
For at reducere belastningen under udkastningen opad, blev det besluttet at bruge to-trins affyringsmekanismer : første trin er en relativt lille uddrivende ladning, der kaster stolen op, hvorefter den solide raketmotor (puddertjekker) straks blev affyret, som, med acceleration acceptabel for den menneskelige krop, var garanteret at kaste stolen til en sikker udgangshøjde. Det blev således muligt sikkert at udstøde piloten under udviklingen af en ulykke på jorden, under kørsel eller kørsel af flyet langs landingsbanen. Ifølge sovjetiske standarder skulle flyets minimumshastighed have været mindst 130 km/t for at garantere fyldningen af redningsskærmens baldakin.
Men på dette tidspunkt var der endnu en kraftig stigning i flyets hastigheder og højder. Da stolen forlod førerhuset under sådanne forhold, var en person allerede såret af den modgående luftstrøm - op til brud på arme og ben, brud på ansigtsvæv og andre, ikke mindre ubehagelige virkninger.
Løsningen af dette problem krævede en integreret tilgang. Sådan blev pilotens beskyttelsesudstyr udviklet - oprindeligt var de stive glasfiber-beskyttelseshjelme, der blev båret oven på headsettet , derefter blev de til et enkelt produkt; specialtilpassede overalls og flyvesøvler blev også brugt . I udkastssæder begyndte man at bruge specielle mekanismer - automatisk udløste begrænsere til at sprede arme og ben. For at udelukke rygmarvsskader begyndte de at installere en mekanisme til tvungen opstramning af sikkerhedsseler , som på udstødningstidspunktet pressede pilotens krop tæt mod bagsiden af sædet.
Udviklingen af redningsudstyr og personlig beskyttelse til piloten var tidligere blevet betroet en virksomhed, der var specielt organiseret til disse formål, nu er det NPP Zvezda .
Referenceinformation. Dato for virksomhedens organisation - 2.10.1952. Virksomhedens navn i forskellige år: anlæg nr. 918 MAP (p/o box 1052), Maskinbygningsanlæg "Zvezda" 7 GU MAP, NPO, forsknings- og produktionsvirksomhed ( NPP) "Zvezda" / I A-3927); OAO NPP Zvezda. Postadresse: pos. Tomilino-2, Lyubertsy-distriktet, Moskva-regionen, st. Gogol, 39. Aktivitetsretning: udvikling og afprøvning af udkastningssæder, rumdragter og gasmasker til flypersonale, faldskærmsudstyr; udvikling og produktion af livsstøtte- og redningssystemer til besætninger og passagerer på fly- og rumfartøjer: udkastningssæder, beskyttelsesudstyr, iltudstyr, rumdragter og køretøjer i åbent rum, vægtløshedsforebyggende værktøjer, nødstiger, flåder og veste; brandalarmer og brandslukkere; tankningssystemer under flyvningen; medicinsk udstyr. Skabt af: faldskærm PNL-45 (1953); luftfart og rumdragter : Vorkuta for Su-9 , Sokol for T-4 og Soyuz-rumfartøjer (1973), Swift-dragt til Buran, VKK-6 højdekompenserende dragt til MiG-31- besætningen , dragt "Carmorant" til besætningen af Tu-160 ; SK-1 for rumfartøjer "Vostok", "Berkut" og "Orlan" for åbent rum, "Orlan-DMA" med en manøvreenhed, "Hawk", "Gyrfalcon" for måneprogrammet; PM-12/03 pilothjelm til hjelmmonteret sigtesystem; udkastningssæder: K-22 til Tu-22 (1958), K-36, K-36D, K-36LT, K-36M (11F35) til Buran OK (1980'erne), K-37-800 jetsystem, SKS-94 for lette fly (1995); energiabsorberende sæde "Kazbek" til SA SC "Soyuz"; pudesæde til Pamir-K helikopteren; autonomt køretøj af kosmonauten SPK (1989); påfyldningssystemer under flyvning: KAZ-831, UPAZ-1; ilt, højtliggende udstyr; blødt luftlåsrum til rumfartøjet Voskhod (1960'erne); tøj, vandtanke, NAZ og spildevandsudstyr til rumfartøjer "Soyuz" (1960'erne). Serieproduktion: rumdragt "Sokol" (1973) - mere end 280.Ved høje supersoniske hastigheder, når sædet forlader cockpittet, opstår der et stærkt dynamisk stød, og det udstyr, der eksisterede i disse år, kunne ikke garantere piloten en sikker udgang fra flyet. På grund af dette var der restriktioner på højde- og hastighedsparametrene for flugten, med andre ord, for en sikker udkastning måtte piloten nulstille nødflyets hastighed og højde til værdierne anbefalet i RLE . Selvfølgelig var dette uacceptabelt af sikkerhedsmæssige årsager (men sådanne begrænsninger er stadig gældende for alle typer fly).
En af udvejene i denne situation var at efterlade flybesætningen i en aftagelig kapsel. Arbejdet i denne retning blev udført i flere lande rundt om i verden. Nogle typer fly var udstyret med en escape pod, for eksempel de amerikanske Convair B-58 Hustler og General Dynamics F-111 bombefly (se separat artikel).
På den sovjetiske MiG-21 jagerfly blev SK udstødningssystemet installeret. Udkastersædet blev taget uden væsentlige ændringer i forhold til den tidligere model af MiG-19 flyet , men som en anordning til at beskytte piloten mod luftstrømmen blev der brugt en cockpit baldakin kastet fremad og opad langs en given bane, som lå på sæde og beskyttede piloten mod påvirkningen af luftstrømmen. Men desværre opfyldte dette system ikke fuldt ud de tildelte funktioner og blev senere forladt ved at installere et nyt næste generations udkastningssystem (for detaljer, se beskrivelsen af MiG-21-flydesignet).
Sæder med et tre -trins faldskærmssystem blev et nyt skridt i vejen til at forlade højhastighedsfly . Ved redning, umiddelbart efter at sædet var kastet i åen, blev den første stabiliserende faldskærm udløst , som lagde sædet med piloten nedstrøms på ryggen, hvilket væsentligt reducerede den destruktive effekt af den modkørende luftstrøm på en person, hvorefter raketmotoren med fast drivmiddel blev tændt, hvilket hævede sædet til en given højde. Efter at have bremset sædet blev en anden stabiliserende faldskærm frigivet i strømmen , hvorpå sædet med piloten sad i den faldt til en sikker adskillelseshøjde - dette er tre til fire tusinde meter. I denne højde er det allerede muligt at indånde atmosfærisk luft uden sundhedsmæssige konsekvenser. Efter adskillelse blev den tredje kaskade sat i drift - pilotens redningsskærm . Det er på dette princip, at alle sæderne i de seneste sovjetiske fly fungerer: MiG-23 , MiG-25, MiG-27, MiG-29, Su-24, Su-27, Tu-22M3, Tu-160 og så videre .
Alle disse sæder er udstyret med autonome, uafhængige af flysystemer, som ifølge et givet program forbinder eller sætter visse systemer i sædet i drift, afhængigt af betingelserne for at forlade.
Relativt moderne udkastningssæder giver besætningsredning i alle højder og flyvehastigheder, inklusive redning fra et stationært fly på lufthavnens parkeringsplads. Sådanne systemer kaldes "0-0", det vil sige H=0, V=0 (højde nul, hastighed nul). I det 21. århundrede er næsten alle indenlandske kampfly udstyret med lignende sæder ( begrænsningen af den mindste flugthastighed på 130 km/t gælder fortsat på Tu-22M3 ).
På de fleste fly udføres kørsel (initiering af drift) af udkastersædet direkte af piloten. Der er dog fly, hvor tvangsudstødning af besætningsmedlemmer af skibets chef også er mulig (f.eks. Tu-22M ). Det eneste indenrigsfly udstyret med et fuldautomatisk flugtsystem (som selv overvågede farlige flyvetilstande og smed piloten ud af cockpittet uanset hans ønske) var et luftfartøjsbaseret vertikalt start- og landingsfly (VTOL) Yak-38 .
Ka-50 betragtes som den første indenlandske helikopter udstyret med et fuldgyldigt flugtsystem . Den er udstyret med K-37-800 raket-faldskærmssystemet , som er designet til at undslippe en nødstedt helikopter ved hjælp af en trækraketmotor. Faldmotoren trækker piloten ud af cockpittet ved affjedringen (ryglænet), mens selve sædet forbliver i helikopteren. Inden man forlader helikopteren, affyres den øverste del af cockpitglasset og rotorbladene. Efter at have trænet raketmotoren klippes ryglænsstropperne automatisk af, hvilket adskiller og aktiverer redningsskærmen. Om nødvendigt kan piloten skubbe sig ud af cockpittet uden at aktivere raketmotoren.
I praksis i den sovjetiske flyindustri blev udkastningssæder udviklet i lang tid til en bestemt type fly, hvilket afspejledes i deres navne: for eksempel blev KM-sæder installeret på MiG-fly, KT-sæder blev installeret på Tu-fly, etc.
På samme tid, fra 1960'erne, i landsbyen Tomilino , Moskva-regionen, blev der dannet en specialiseret virksomhed - NPP Zvezda, som endda før nutiden. i. beskæftiger sig blandt andet med udvikling af specialudstyr og midler til redning af piloten.
Den industrielle produktion af udkastssæder fra K-36- familien i det 21. århundrede udføres af Vyatka maskinbygningsvirksomheden Avitek i byen Kirov .
I 2020'erne forblev det britiske firma Martin Baker og amerikaneren McDonnell Douglas and Stencil på det internationale marked for pilotredningsudstyr .
Den tekniske betjening af udkastningssæder samt andre systemer og midler til nødflugt i indenlandsk militær luftfart udføres af specialister fra SAPS-gruppen (midler til nødudslip og redning) og i dele, hvor personalebordet ikke giver for en særskilt SAPS-gruppe, derefter som en del af en gruppe af specialister på fly og Motoren har en række specialister uddannet og autoriseret efter ordre til dels at arbejde med flugtmidler. Arbejder på SAPS er klassificeret som arbejder med øget fare på grund af tilstedeværelsen af forskellige pyrotekniske anordninger og produkter i sædets design. Lokalet, hvor de afmonterede stole er placeret, og som der arbejdes med, har begrænset individuel adgang. Uautoriserede personer er strengt forbudt at komme ind i SAPS-laboratoriet.
Sædernes udstødnings-, stabiliserings- og redningsfaldskærme håndteres af specialister fra regimentets faldskærmstjeneste (PDS) .
Udkastningssæder er ikke installeret på kommercielle passagerfly af følgende årsager:
Udkastningssæder er sammenlignet med konventionelle passagersæder i størrelsesordener mere komplekse, tungere og dyrere. Ethvert udkastersæde er en anordning med øget fare og kræver overholdelse af en række strenge regler ved håndtering af det - der er mange tragiske tilfælde af unormal betjening af sædet. Derudover er udkastersædet designet til en arbejdsplads med passende ergonomi - det vil simpelthen være ubehageligt for en passager i det under en mange-timers flyvning.