Выжить в авиакатастрофе

В годы Первой мировой войны воздушные бои стали обычным делом. Пилот сбитого самолета мог рассчитывать только на удачу: посадить поврежденный самолет было делом сложным. К тому же нередко самолеты загорались в воздухе и в таком случае шансы выжить были только в случае небольшой высоты полета. Единственным средством спасения для пилота самолета ли аэростата был парашют. Луи-Себастьян Ленорман 26 декабря 1783 года спрыгнул с башни обсерватории Монпелье, используя 14-футовый парашют с твёрдым деревянным каркасом - и выжил. Он же и "изобрел" название своей конструкции: парашют, от греческого para — «против» и французского chute — «падение».

10 лет спустя после прыжка Ленормана Андре-Жак Гарнерен гастролировал по Европе, и даже заезжал в далёкую Россию, демонстрируя публике парашютные прыжки. В отличии от жесткой конструкции Ленормана Гарнерен сделал парашют полностью матерчатым. На протяжении века со времени изобретения Ленормана парашют был частью конструкции аэростата, соединяющей гондолу с оболочкой, только с 1880-х его стали свободно подвешивать сбоку.

А потом появились самолёты. На медленный аэростат можно привесить любую тряпку, а в самолёте парашют надо складывать и прятать, да ещё чтобы он оставался работоспособным. Предлагали убирать парашют в хвост самолёта, в сиденье и даже укладывать его вокруг лётчика. Наиболее удачной оказалась конструкция, изготовленная русским актёром и изобретателем Глебом Котельниковым: его парашют убирался в спинной ранец. Котельников изготовил три модели РК («ранцевый Котельникова»). Ряд элементов парашюта Котельникова без особых изменений используется до сих пор: мягкий конвертообразный ранец, вытяжное устройство в форме маленького парашютика и подвесная система с плечевыми и ножными обхватами.

9 ноября 1911 г. Г.Е.Котельникову было выдано охранное свидетельство на его изобретение — «спасательный ранец для авиаторов с автоматически выбрасываемым парашютом». Охранное свидетельство означало, что заявка принята к рассмотрению. Оно фиксировало приоритет. Однако русский патент на первый ранцевый парашют так и не был получен. В начале января 1912 г. изобретение было заявлено во Франции, весной того же года Г.Е.Котельникову был выдан французский патент. К середине 1912 г. конструкция ранца Котельникова была полностью отработана и успешно прошла испытания с манекеном, однако в производство ранец не запускался. Вера в него завоевывалась годами. Только после начала первой мировой войны военное ведомство приняло, наконец, решение изготовить небольшую партию (около 70 парашютов) для экипажей самолетов «Илья Муромец».

За время Первой мировой войны русские воздухоплаватели совершили всего 65 прыжков с парашютами, из них 29 для тренировок и проверок парашютов, а 36 — вынужденно. Первым в русской армии тренировочный прыжок выполнил штабс-капитан А. Соколов (4 мая 1917 г., на Юго-Западном фронте). Первый вынужденный прыжок из горящего аэростата выполнил прапорщик В. Полторацкий (29 мая 1917 г.). Четыре воздухоплавателя дважды прыгали с воздушных шаров. История зафиксировала случай, когда на одном парашюте спаслись два воздухоплавателя, так как в корзине оказался только один парашют, а шар был подожжен неприятельским самолетом.

Во многих инструкциях указывается: «Парашюты могут по временам казаться неуклюжими, но сама их громоздкость должна быть напоминанием тем, кто обращается с ними: ПАРАШЮТ — ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ СПАСЕНИЯ ЖИЗНИ». Парашюты исправно спасали жизни летчиков, но с ростом скорости возникла новая проблема. Покидание самолета через борт было единственно возможным способом спасения, но надежное спасение обеспечивалось при этом только до скорости 400-500 км/ч. а истребители в годы Второй мировой войны стали развивать скорость 600 км/час и более. Если при такой скорости пилот попытается покинуть самолет традиционным способом - его просто разобьет об хвостовое оперение самолета. ВВС США в 1943 году провели анализ аварийных прыжков со своих военных самолетов. Оказалось, что 12,5% из них закончились гибелью летчиков, а в 45,5% случаев прыгавшие получили повреждения. Нужны были новые способы покиданий, в частности — принудительный выброс кресла с летчиком из кабины.

Первые немецкие реактивные самолеты были еще очень ненадежны, а главное, многие из них на предельных скоростях из-за аэродинамического несовершенства входили в непреднамеренное пикирование или в штопор. Фирмы «Хейнкель» и «Дорнье», создававшие скоростные реактивные самолеты, осуществили идею выбрасывания из кабины пилотского кресла вместе с сидящим на нем летчиком. Катапультирование летчика, сидящего в кресле, осуществлялось при помощи пиропатрона или сжатого воздуха, действующего на поршень, помещаемый в специальной трубе за спинкой кресла. В случае аварии самолета летчик поджимал ноги, ставил их на специальные подножки, производил аварийный сброс фонаря и нажатием на рычаг осуществлял катапультирование. Катапультные установки были использованы на нескольких типах реактивных и поршневых самолетов, и к концу войны были использованы при покидании самолета около 60 раз.

После войны все материалы по немецким катапультам попали к англичанам, которые быстро «переняли» опыт и начали выпускать свои катапультирующиеся кресла, разумеется, доработанные. А в конце 40-х данный вид спасательной техники уже освоили все страны, начавшие создавать реактивные военные самолеты. Наибольших успехов в этой области добились американцы. Их катапульты позволяли покидать самолет на скорости в 900 км/ч. При этом за 0,1 сек кресло достигало скорости 17,5 м/сек, на пилота действовала перегрузка в 20 g.

Разработка американской катапульты сопровождалась фантастическими экспериментами, в которых участвовал, смело можно сказать, супермен — полковник ВВС Джон Стэпп. Он добровольно испытывал на себе действие перегрузок, которые превышали смертельные для среднего человека. Установленный им рекорд — 46g. Платформу, на которой был зафиксирован Стэпп, при помощи пороховых ускорителей разогнали до скорости 1000 км/час, а затем затормозили за 1,4 сек. Он часто ломал руки, ноги и ребра. Но умер естественной смертью в возрасте 89 лет.

Второе поколение катапультных кресел появилось в 1950-е годы. В них процесс покидания самолета стал уже частично автоматизированным: достаточно было повернуть рычаг, для того чтобы пиротехнический стреляющий механизм выбросил кресло вместе с пилотом из самолета, также вводился парашютный каскад (стабилизирующий парашют, затем тормозной и основной). Использование самой простой баровременной автоматики позволяло обеспечить лишь блокировку по высоте (на большой высоте полета парашют открывался не сразу) и по времени. При этом задержка времени была постоянной и могла обеспечить оптимальный для спасения летчика результат лишь на максимальной скорости полета.

Так как один лишь стреляющий механизм (который был ограничен габаритами кабины и физиологическими возможностями летчика по переносимым нагрузкам) не мог выбросить пилота на необходимую высоту, к примеру, на стоянке самолета, в 60-е годы прошлого века катапультируемые кресла начали оснащать 2-й ступенью — твердотопливным ракетным двигателем, который начинал работать уже после выхода кресла из кабины пилота.
Катапультируемые кресла, оснащенные такими двигателями, принято относить к 3-му поколению. Они оснащены более совершенной автоматикой, при этом вовсе необязательно электрической. К примеру, на первых моделях данного поколения, созданных в СССР НПП «Звезда», парашютный автомат КПА был соединен с самолетом при помощи 2-х пневмотрубок и таким образом настраивался на высоту и скорость полета. С того момента техника сделал огромный шаг вперед, однако все современные серийно выпускаемые катапультные кресла относятся именно к 3-му поколению — американские Stencil S4S и McDonnell Douglas ACES II, английские Martin Baker Mk 14 и знаменитые российские К-36ДМ.

Для наиболее комфортного катапультирования несколько компаний еще на заре реактивной авиации начали применять спасательные капсулы. Они представляют собой герметичные отсеки с аппаратурой жизнеобеспечения на больших высотах. По этому пути пошли создатели сверхзвукового бомбардировщика B-58, оснастив капсулами всех троих членов экипажа. К недостаткам данных устройств следует отнести невозможность спасения на высотах меньше 2000 метров. Существовала и нижняя граница скорости нормального срабатывания — 185 км/час.
Известны и более экзотические способы спасения экипажа, при этом и более затратные как при разработке, так и при изготовлении. На бомбардировщике F-111A, пошедшем в серию в 1967 году, спасательной была отделяемая кабина, в которой размещались два члена экипажа. Она была герметичной, имела реактивный двигатель, систему парашютов и резиновый поплавок для приводнения, а также для смягчения посадки на почву.

Не менее экзотическим было реализовано аварийное покидание советского стратегического бомбардировщика Ту-95. Если при аварийном покидании самолета, последний летит в управляемом полете, то все тогда просто. Вываливается передняя нога (штатно или аварийно), открывается люк и экипаж покидает самолет. А вот если самолет совершает беспорядочное падение, то центробежная сила помешает не то что бы пройти до люка, а даже доползти. Тут-то и поможет пол кабины. Нет, перебирать рейки, как в лесенке не надо. Это обычный конвейер из резиновой ленты.
В случаи необходимости КВС включает его привод, потом экипаж вываливается на ленту из сидушек, хватается за рейки и ждет, пока она дотащит его до люка. Выглядит топорно даже теоритически, но такая система есть.

Отдельно стоит упомянуть систему аварийного спасения(САС), используемую на космических кораблях. САС используется для спасения экипажа космического корабля в случае возникновения аварийной ситуации на ракете-носителе. При штатном полёте САС отделяется от РН после достижения безопасной высоты.
При аварии на больших высотах спасение экипажа может осуществляться отделением спускаемого аппарата (или всего космического корабля) от ракеты-носителя с последующим полётом его по траектории спуска и торможением в атмосфере. Куда труднее спасти космонавтов на последних этапах предстартовой подготовки, когда персонал уже покинул башню обслуживания, и ракета начинает активно готовиться к запуску. Поэтому ровно за 15 минут до намеченного старта приводится в готовность двигательная установка САС. С этого момента и до подъёма в верхние слои атмосферы она способна в любой момент оторвать корабль с экипажем от аварийной ракеты, увести его в сторону и обеспечить мягкую посадку.

5 апреля 1975 года при отделении второй ступени ракеты-носителя произошла нештатная ситуация, ступень не отделилась, корабль начало раскачивать. САС Союз-18-1 отстрелила спускаемый аппарат с двумя космонавтами Василием Лазаревым и Олегом Макаровым. Корабль по суборбитальной траектории вернулся на Землю, при этом космонавты испытали критические перегрузки около 20,6 g.
26 сентября 1983 года на старте произошел взрыв ракеты-носителя Союз Т-10-1. Сработали пирозамки, и спускаемый аппарат понёсся прочь от ракеты, которая через 2 секунды после отстрела развалилась, рухнув вниз, в приямок стартового стола. В течение четырёх секунд работы твердотопливных двигателей САС космонавты Владимир Титов и Геннадий Стрекалов без последствий для здоровья испытали перегрузки от 14 до 18 g, поднявшись на высоту 650 метров и затем по инерции до 950 метров, где произошло раскрытие парашюта. Через 5 минут спускаемый аппарат с космонавтами приземлился в четырёх километрах от места аварии.