Катапультирование
Катапульти́рование, способ принудительного покидания экипажем летательного аппарата (ЛА) с использованием специальных устройств [катапультного кресла (наиболее распространены), капсулы или отделяемой кабины], после чего следует приземление (приводнение) на парашютах. Применяется в авиационной и космической практике при возникновении на борту ЛА аварийной ситуации, исключающей возможность дальнейшего продолжения полёта. Команда на катапультирование подаётся автоматически (бортовыми системами ЛА) или вручную. Катапультирование производится с помощью стреляющего механизма с пиропатроном совместно с ракетным твердотопливным двигателем (РТТД), который включается в момент отделения катапультного кресла от ЛА. Отделяемой части или креслу придаётся скорость в направлении, отличном от направления полёта (обычно 15–30° к вертикальной оси ЛА). Применение РДТТ позволяет спасти лётчика при взлёте и посадке и при полётах на предельно малой высоте. В зависимости от общей компоновки самолёта, количества и расположения членов экипажа используются следующие направления катапультирования: вверх, лицом или спиной к воздушному потоку; вниз, лицом или спиной к воздушному потоку. Катапультирование вверх используется чаще, т. к. при этом обеспечивается спасение экипажа при покидании ЛА на малой высоте полёта.
До начала 1940-х гг. единственным средством спасения лётчика при возникновении аварийной ситуации в полёте был ранцевый парашют. Однако при скорости полёта более 400–500 км/ч покидание самолёта с помощью парашюта становится опасным – возможно соударение лётчика с крылом и хвостовым оперением.
Первое в мире катапультирование выполнил 13 января 1942 г. Г. Шенк (Германия) на турбореактивном самолёте He-280 («Хейнкель»). В СССР первое катапультирование совершил 24 июля 1947 г. Г. А. Кондрашов на самолёте-лаборатории Пе-2.
Созданные в конце 1940-х – начале 1950-х гг. катапультные кресла выполняли единственную задачу – с помощью стреляющего механизма удаляли лётчика из самолёта, после чего ему нужно было самостоятельно (вручную) отделиться от кресла и произвести ввод парашюта (с середины 1950-х гг. операции отделения и ввода парашюта выполняются автоматически, независимо от психического и физического состояния лётчика в момент катапультирования и после него).
В конце 1950-х – начале 1960-х гг. процесс покидания ЛА был частично автоматизирован: достаточно было дёрнуть рычаг, и производилась принудительная фиксация лётчика к креслу, пиротехнический стреляющий механизм выбрасывал кресло из самолёта, вводился парашютный каскад – стабилизирующий парашют, затем тормозной и основной (спасательный). Последовательность работы всех систем катапультирования была задана заранее и не зависела от режима полёта самолёта в момент аварии.
Созданные за рубежом в 1960-е гг. для сверхзвуковых самолётов отделяемые кабины, например для американских самолётов F-111 и B-1 (первое катапультирование на сверхзвуковом самолёте F-111 осуществлено в 1967), и капсулы, например для самолёта В-58 (США), не нашли широкого применения из-за технической сложности, низкой надёжности на малых высотах и большой массы.
В конце 1960-х гг. катапультное кресло начали оснащать второй ступенью – РДТТ, начинающим работать после выхода кресла из кабины; получаемые с бортовых систем самолёта параметры (скорость, высота и др.) сделали возможным изменение схемы функционирования кресла в зависимости от режима полёта в момент аварии. Защита от воздушного потока обеспечивалась дефлектором, что давало возможность лётчику выдержать бо́льшие перегрузки (в направлении «грудь – спина»).
Современное катапультное кресло (например, К-36Д-3,5, создано в 1990-х гг.) получает от бортовых систем самолёта значения различных параметров (высота и скорость полёта, скоростной напор, перегрузка, крен, угловая и вертикальная скорости, а также масса лётчика, численность и схема размещения экипажа в кабине самолёта и др.); обрабатывая их, компьютер кресла выбирает оптимальный режим катапультирования, которое длится в среднем 0,8 с. В России для катапультирования пилотов вертолётов и спортивных самолётов также созданы специальные устройства.
Разработка средств катапультирования по космической тематике началась в 1953 г., с изготовления специальных катапультных тележек и скафандров для собак для исследования их жизнедеятельности при запуске ракет на высоты 100–110 км и последующем их спуске на парашюте. Практически создание кресла, обеспечивавшего катапультирование космонавта при возникновении аварийной ситуации, началось в СССР в 1958 г. для космического корабля (КК) серии «Восток» (обеспечивало катапультирование космонавта из корабля на высоте 7 км). В 1980-х гг. на основе серийного авиационного кресла К-36Д разработано новое кресло (предназначалось для пилотируемого полёта многоразового КК «Энергия-Буран») для спасения космонавта при аварии ракеты-носителя на стартовой позиции и при аварийном отключении двигателей на участке выведения КК на орбиту до высоты 25 км, а также на участке снижения КК с орбиты начиная с высоты 30 км.
Наиболее эффективные средства катапультирования разработаны в России – ОАО «НПП Звезда» (К-36Д, К-36Д-3,5), Великобритании – «Martin Baker» (MK-10, MK-16), США – «Mc Donnell Douglas» (ACES II) и «Stencil» (SIIIS, SIVS).