Заказ работы

Заказать
Каталог тем
Каталог бесплатных ресурсов

Аварийные ситуации в современной авиации

  Аварийные ситуации в современной авиации возникают достаточно ред-
ко , прежде всего благодаря высокой надежности летательных аппаратов,
хорошей подготовке экипажей и тщательной работе наземных технических
служб. Несмотря на это, иногда происходят аварии самолетов например,
вследствие отказа силовой установки, нехватки топлива, возникновения по-
жара на самолете, неисправности системы управления, потери пилотом ори-
ентации в пространстве, из-за исключительно неблагоприятных метеорологи-
ческих условий и т.п. Кроме того, военные самолеты постоянно подвергают-
ся опасности оказаться в аварийной ситуации в результате действий про-
тивника.
К наиболее неблагоприятным относятся быстротечные аварии, когда
время, которым располагает экипаж для того чтобы покинуть самолет или
произвести вынужденную посадку, невелико. Поэтому спасательные средства
экипажей должны обеспечивать безопасность не только в любой ситуации, но
и в любой момент времени.
В первом двадцатилетии развития авиации экипаж практически не рас-
полагал каким-либо спасательным средством, позволяющим покинуть самолет
в воздухе. Во втором двадцатилетии единственным средством такого рода
был парашют. В случае аварии летчик покидал самолет таким образом: отс-
тегивал ремни, открывал фонарь, выходил из кабины и прыгал с крыла. Пос-
ле непродолжительного свободного полета летчик открывал парашют и при-
землялся. С ростом скорости и высоты полета такой способ становился неп-
ригодным по многим причинам.
Во-первых, с увеличением скорости полета значительно возрастает
сила аэродинамического сопротивления. Например, при скорости полета 600
км/ч на тело летчика, высунувшегося только наполовину из кабины самоле-
та, действует сила около 4,4 кН ( 450 кГ ). Величина силы пропорциональ-
на квадрату скорости, поэтому повышение скорости, например, до 1200 км/ч
приводит к четырехкратному увеличению силы без учета дополнительного
волнового сопротивления. В таких условиях выход из кабины самолета пре-
вышает физические возможности человека.
Вторым фактором, затрудняющим покидание самолета с парашютом, яв-
ляется большое различие между скоростью самолета и резко уменьшающейся
скоростью парашютиста в результате торможения набегающим потоком. Поток
подхватывает парашютиста и быстро уносит назад, что грозит столкновением
с хвостовым оперением или другими частями самолета.
Третья опасность кроется в неблагоприятном действии воздушного по-
тока большой скорости на незащищенные участки тела, вызывающим поврежде-
ние внешних и внутренних органов и т.п.
Другие опасности связаны с необходимостью покидать самолет на
очень большой или очень малой высоте. В первом случае возникает небла-
гоприятное действие на человека очень низких давления и температуры,
вследствие чего возникает кислородное голодание и нарушается тепловое
равновесие организма. На малой высоте, особенно при движении самолета по
земле ( или по палубе корабля ), не хватает промежутка времени и рассто-
яния для раскрытия и наполнения купола парашюта, т.е. для уменьшения
скорости падения до допустимой величины.
Практически установлено, что покидать с парашютом самолет, летящий
со скоростью более 600 км/ч на высоте, меньшей 300 метров, без специаль-
ных средств небезопасно или просто невозможно с учетом физических данных
человека. По этой причине конструкторы разработали специальные техничес-
кие средства, позволяющие покидать около- и сверхзвуковые самолеты в лю-
бых условиях и на любых этапах полета, т.е. во всем используемом диапа-
зоне скоростей и высот.
Первым средством такого рода являлось выбрасываемое сидение, поз-
воляющее летчику покидать самолет с помощью катапультирования. Первые
применявшиеся катапультируемые сидения обеспечивали возможность безопас-
но покидать самолет только при ограниченной скорости и высоте, поэтому
для сверхзвуковых самолетов было создано более сложное оборудование. К
нему относятся спасательные капсулы и отделяемые кабины, в которых можно
покидать самолет, сохраняя безопасность в любых условиях полета. Они
нашли применение исключительно в сверхзвуковых самолетах.



Катапультируемое сидение
??????????????????????????


Катапультируемое сидение по сравнению с обычным, неподвижно зак-
репленным в самолете снабжено направляющими и приводом, позволяющим выб-
расывать сидящего человека (вместе с креслом) на определенную высоту над
траекторией полета самолета. В первых устройствах такого рода движение
вдоль направляющих происходило под действием сжатых газов, подаваемых в
цилиндр (скрепленный с самолетом), которые, действуя на поршень, (скреп-
ленный с сидением), придавали сидению и летчику определенную скорость
относительно самолета.
После катапультирования сидение с летчиком движется по траекто-
рии, форма которой зависит от скорости полета самолета в момент ката-
пультирования, скорости катапультирования сидения, а также от катапуль-
тируемой массы (сидение с летчиком) и от ее аэродинамических характерис-
тик. Параметры конструкции кресла и его привода должны обеспечивать пос-
ле катапультирования скорость движения,достаточную для того чтобы мино-
вать заднюю часть самолета на безопасном растоянии. Высота катапультиро-
вания уменьшается с увеличением скорости полета и возрастет с увеличени-
ем начальной скорости катапультирования. Скорость катапультирования за-
висит от величины хода поршня в цилиндре, характеристик катапульты и до-
пустимого значения перегрузки, действующей на человека.
Ограниченные габариты кабины экипажа и, следовательно, небольшой
допустимый ход поршня повлияли на то, что первые катапульты снабжались
приводом (обычно это был порохвой заряд, реже баллон сжатого воздуха),
который на коротком промежутке пути сообщал человеку перегрузку 18-20,
т.е. максимально допустимую с физиологической точки зрения. С помощью
сидений такого типа можно было безопасно покидать самолет, летящий со
скоростью, не превышающей 900-1100 км/ч. Авария на самолете, летящим с
большой скоростью требовала от экипажа уменьшения ее до такой, при кото-
рой можно безопасно покидать кабину. Случаи, в которых это было невоз-
можно из-за повреждения самолета могли закончится трагически.
В 1955 году произошли две аварии, которые снова обратили внимание
на проблему покидания самолета, летящего со сверхзвуковой скоростью. В
обеих случаях катапультирование произошло во время крутого пикирования с
резко возрастающей скоростью, причиной которого явилась потеря управляе-
мости, вызванная аэродинамической блокировкой руля высоты.
В первом случае воздушный поток сорвал с пилота перчатки, шлемо-
фон и кислородную маску, а первый удар потока в лицо вызвал появление
синяков под глазами. Во втором случае, произошедшем на самолете F-100A,
на пилота действовала тормозящая сила воздуха, создавая отрицательную
перегрузку около 40 и динамическое давление порядка 600 кПа. Воздушный
поток сорвал с пилота ботинки, носки, шлем, кислородную маску и перчат-
ки, а также кольцо и наручные часы, разорвал нос, губы и веки. Все тело
имело сильные ушибы, а внутренние органы, особенно сердце и печень, пов-
реждены.
Вследствие проведенных исследований конструкция катапультируемого
кресла претерпела существенные изменения, благодаря которым сначала была
повышена безопасность покидания самолета, летящего с большой скоростью,
а затем - безопасность при взлете и посадке. К наиболее важным конструк-
тивным усовершенствованиям относятся:
- совмещение в одном рычаге откидывания фонаря и катапультирова-
ния с одновременным автоматическим фиксированием ног и рук в необходимом
положении. В креслах первоначальной конструкции катапультирование насту-
пало после натягивания на лицо обеими руками матерчатого предохранителя,
а после введения шлемов со щитками из органического стекла-нажатием ры-
чага, расположенного в подлокотнике кресла или между бедрами. В новых
катапультируемых креслах пилот выполняет только одно действие-подает ко-
манду исполнительному механизму, который притягивает ноги к креслу и
фиксирует их, прижимает локти к туловищу, выбирает зазоры в ремнях,
удерживающих пилота в кресле, фиксирует голову и сбрасывает фонарь (или
открывает аварийный люк), а через 1-2 секунды приводит в действие ката-
пульту;
- применение автоматического выпуска стабилизирующего парашюта,
отделение пилота от кресла (расстегивание ремней и отбрасывание кресла),
раскрытие спасательного парашюта и регулирование запаздывания исполни-
тельных механизмов, которые обеспечивают как можно более быстрое прохож-
дение больших высот (без превышения предельного перепада давления, безо-
пасного для организма) и как можно более быстрое наполнение купола пара-
шюта во время падения с малых высот; этими действиями управляет таймер-
но-анероидный автомат, а быстрое наполнение парашюта на малой высоте
осуществляется системой небольших пирозарядов, выбрасывающих парашют из
оболочки и раскрывающих его купол;
- применение телескопических и многозарядных выталкивающих меха-
низмов, удлиняющих время действия ускорения и соответствующий путь ката-
пультируемого кресла ограничивается величиной 20-24 м/с, а высота его
подъема увеличивается до 25- 28 метров при перегрузке 18-20 .
Выталкивающий механизм такого типа позволяет покинуть самолет,
летящий с большой скоростью на малой высоте, однако его невозможно ис-
пользовать во время аварии на взлете или посадке. Эта проблема была ре-
шена с помощью дополнительного ракетного двигателя, который удлиняет ак-
тивный участок траектории полета катапультироемого кресла при перегруз-
ках, допустимых для организма человека. Катапультирование в таком кресле
можно разделить на два этапа. На первом происходит обычный процесс ката-
пультирования, а на втором включается ракетный двигатель тягой 20-30 кН,
который, действуя уже вне кабины самолета, за несколько десятых долей
секунды поднимает кресло на 60-120 метров. Такое кресло с ракетным дви-
гателем позволяет покинуть самолет, находящийся на взлетной полосе, и
поэтому относится к классу 0-0 (скорость и высота равны нулю).
Кроме средств, позволяющих вынужденно покидать самолет, летящий
со сверхзвуковой скоростью, большое внимание уделяется проблеме защиты
пилота от динамического давления. Из многих рассмотренных решений прак-
тическое применение нашел упомянутый выше метод натягивания на лицо по-
лотняной матерчатой маски. Высотные скафандры и специальные шлемы для
экипажей самолетов, эксплуатируемых на больших высотах, на сегодняшний
день решают проблему защиты тела и лица человека при катапультировании.
Не нашли широкого применения другие способы защиты от воздействия пото-
ка, которые, в частности, использовали:
- выдвигаемый щиток, выполняющий роль генератора косых скачков
уплотнения, образующих конус Маха, внутри которого скорость потока и ди-
намическое давление на 30% меньше, чем снаружи;
- быстрый поворот кресла после катапультирования в горизонтальное
положение, с тем, чтобы сидение кресла воспринимало действие динамичес-
кого давления;
- конструктивно связанную с креслом отъемную часть фонаря кабины,
которая во время катапультирования поворачивается таким образом, чтобы
закрыть от набегающего потока все кресло вместе с пилотом.
Эти способы могут оказаться эффективными в частных случаях, напри-
мер при автоматическом катапультировании летчика, находящегося без соз-
нания, из самолета, погружающегося в воду.



Спасательная капсула
?????????????????????????


Частые аварии и катастрофы первых сверхзвуковых самолетов, невы-
сокая эффективность открытых катапультируемых кресел в экстремальных ус-
ловиях полета, а также сложность отделения и безопасного возвращения на
землю передней части самолета с экипажем привели к появлению в 50-х го-
дах более рациональных закрытых катапультируемых устройств, называемых
спасательными капсулами. Во время аварии это устройство по сигналу ката-
пультирования автоматически закрывает человека вместе с креслом специ-


Размер файла: 30.79 Кбайт
Тип файла: txt (Mime Type: text/plain)
Заказ курсовой диплома или диссертации.

Горячая Линия


Вход для партнеров