Севбо И.Р., Игнатов С.В., Пугачев Ю.Н. (г.Москва)
В настоящее время становится очевидным, что применение парашютных систем спасения, которые в случае аварии спасают экипаж вместе с летательным аппаратом - наиболее рациональный способ повышения безопасности полетов СЛА.
Высокая аварийность СЛА – одна из главных проблем этой очень быстро развивающейся области авиации. Если сравнить количество катастроф, приходящихся на 100000 ч. налета СЛА с такими же цифрами в АОН, то разница будет больше, чем десятикратная, и не в пользу СЛА.
Это связано прежде всего с тем, что в большинстве стран технические требования к конструкции СЛА и квалификации пилотов либо отсутствуют, либо весьма упрощены, по сравнению с авиацией общего назначения. На весьма низком уровне находится качество обслуживания техники. Применение обычных спасательных парашютов неэффективно из-за малых высот полета и сложностей покидания большинства конструкций. К тому же, спасательная система по цене и массе незначительно отличается от двух спасательных парашютов.
Парашютные системы показали себя как надежные и эффективные средства спасения, работающие в широком диапазоне высот и скоростей. И сейчас представляется более целесообразным бороться за безаварийность не ужесточением технических норм и требований к квалификации летного состава, а оборудованием всего парка СЛА системами спасения.
Высокая эффективность спасательных систем для СЛА подтолкнула дальнейшее их развитие и сейчас существуют спасательные системы для небольших поршневых самолетов. Так американская фирма
BRS создала и даже сертифицировала системы для самолетов С-152 и SR-20, где SR-20 – это четырехместный самолет со взлетной массой 1315 кг и крейсерской скоростью 300 км/ч.Может быть, через некоторое время парашютные системы станут обычным оборудованием и на самолетах АОН.
При том, что спасательные системы фирм BRS, “Second Chance”, МВЭН зарекомендовали себя с лучшей стороны, что доказывается статистикой успешных применений, в странах СНГ ими оборудовано не более 10% моторных СЛА. Возникает вопрос: почему?
Ответ простой, причина – высокая цена изделия. Ведь стоимость системы спасения для СЛА со взлетной массой 350 кг составляет от 2000 до 1500 USD, что приближается к половине цены самого аппарата и очень дорого для жителей наших стран. Для сравнения - безмоторные дельтапланы и парапланы почти всегда летают со спасательными парашютами, которые стоят в десять раз меньше - от 150 до 400 USD.
Из вышеизложенного можно сделать вывод: в СНГ необходимы более дешевые и доступные системы спасения, может быть, даже в ущерб другим их качествам. Попробуем аргументировать это утверждение.
Спасательные системы фирм BRS, МВЭН – это высокачественные спасательные средстсва, близкие по надежности к стандартным катапультным креслам, вероятность срабатывания которых около 0.95. Или, другими словами, вероятность отказа составляет 5%. Вероятность безотказной работы механизма, изготовленного по общемашиностроительным нормам составляет 0.9, или, вероятность отказа 10%. Если сравнить стоимости агрегатов, близких по конструкции, но изготовленных разными отраслями, то окажется, что изделие, срабатывающее в 95 случаях из 100 стоит в 2-3 раза дороже такого же, но работающего с надежностью 90%.
Теперь представим, что в авиационном клубе есть два одинакавых мотодельтаплана. Финансовое положение позволяет приобрести одну спасательную систему с надежностью 0.95. За эти же деньги мы можем купить две системы, срабатывающие в 90 случаях из 100. Для пилота, летающего на обоих аппаратах, шансы успешно использовать спасательную систему в аварийной ситуации будут рассчитываться как произведение вероятности срабатывания самой системы и вероятности нахождения самой системы на СЛА в момент аварии.
При использовании одной системы с надежностью 0.95 вероятность успешного применения равна:
Рприм.
= 0.95 * 0.5 = 0.475;где вероятность наличия системы на СЛА при аварии - 0.5.
Для двух систем с надежностью 0.9:
Рприм.
= 0.9 * 1=0.9;где вероятность наличия системы на СЛА равна 1.
Получается, что в достаточно типичном случае недостатка средств, выгоднее оборудовать все СЛА менее надежными спасательными средствами, чем на те же деньги поставить более надежные системы на половину имеющегося парка. И разница значительная – 48 и 90 случаяев из 100, почти в два раза.
Можно оценить увеличение вероятности спасения экипажа при использовании более доступных спасательных систем в зависимости от процента оборудованных летательных аппаратов в регионе. Но очевидно, что пока 100% парка СЛА не оборудовано надежными спасательными средствами, всегда будут необходимы более дешевые парашютные системы. Особенно это актуально в бедных странах бывшего СССР.
Учитывая вышеизложенные требования
, в Московском авиационном институте на основе патента Герасимато Ф.Г. разработана пневмобаллистическая спасательная парашютная система (ПБСС) “Муха-350”, главным качеством которой является меньшая стоимость самого изделия и его эксплуатации. В ней парашют выбрасывается энергией сжатого воздуха. Одним из главных недостатком пиротехнических спасательных систем, как ракетных (фирма BRS), так и баллистических (фирма МВЭН) является неудобство перевозки (особенно авиационным транспортом) и высокая цена заряда, который нужно регулярно менять.Описание ПБСС “Муха-350”
В с
пасательной системе “Муха-350” контейнер с парашютом разгоняется стреляющим механизмом (СМ) до скорости, обеспечивающей быстрый ввод и открытие купола. Стреляющий механизм за счет большого диаметра поршня, равного диаметру наружного корпуса, требует невысокого давления газа ( в данной конструкции – 3.5 бар), что обеспечивает быструю перезарядку обычным автомобильным насосом. Большинство систем, работающих на сжатом газе, состоят из баллона высокого давления, поршня, цилиндра, воздушного крана, соединительных шлангов, корпуса, содержащего контейнер с парашютом. В “Мухе” конструкция значительно упрощена за счет того, что баллон, содержащий газ, цилиндр СМ и корпус самой системы совмещены в одном агрегате, а соединительные шланги, кран, арматура отсутствуют. Выстрел происходит не за счет открытия воздушного крана, а путем освобождения контейнера с парашютом, при этом СМ всегда находится под давлением. Это уменьшает потери энергии при дросселировании сжатого газа в открывающемся кране, но предъявляет повышенные требования к конструкции запирающего устройства, так как нагрузка на замок составляет 2100 кг.В спасательной системе используется переделанный парашют Д-5 со стропами из материала “микролайн” и центральной стропой. Целью переделки является увеличение коэффициента сопротивления, уменьшение времени открытия и сокращение веса. В дальнейшем возможно использование других специализированных парашютов с массой до
8 кг, или сохранение купола Д-5 в целях уменьшения цены.Технические данные ПБСС “Муха”
Максимальная масса ЛА 350 кг
Макс. скорость открытия 150 км/ч
Вес системы 11.5 кг
Длина 600 мм
Диаметр 280/350 мм
Площадь купола 83 м2
Скорость снижения 7.8 м/с
По эффективности работы рассматриваемая система находится на уровне лучших аналогов и даже превосходит их по некоторым показателям, например, по начальной скорости выброса парашюта и др. По весу и габаритам она незначительно тяжелее и больше всвязи с наличием прочного корпуса большого диаметра, хранящего сжатый газ.
Надежность работы высокая, так как текущую работоспособность можно легко оценить при помощи встроенного манометра.
Наземные испытания
Наземные испытания состояли из:
Суммарный объем наземных испытаний составил около 80 экспериментов и проводился на неподвижном стенде, неподвижном мотодельтаплане и на движущемся на скорости 30-60 км/ч автостенде.
На стенде оценивалась работа замка, замерялась начальная скорость вылета парашюта, усилия на ручке введения системы в действие, определялась степень выхода парашюта из контейнера. Большинство экспериментов на вышеуказанном стенде проводилось стрельбой весогабаритным макетом парашюта при изменении рабочего давления. Таким образом, исходя из необходимой начальной скорости, было определено давление газа. Оно оказалось небольшим ( 3.5 бар.) При этом велась скоростная съемка (100 кадр./сек.). Таким образом удалось убедиться в правильности работы запирающего устройства, определить начальную скорость контейнера с парашютом. Время выстрела ( время от начала открытия замка до полного покидания парашютом системы) составило 0.06 сек. Часть опытов проводилось для оценки степени выхода строп и купола из контейнера. При самом неблагоприятном направлении выстрела (вертикально вверх) обеспечивается полный выход строп и двух третей купола, что более чем достаточно для быстрого открытия на малой скорости.
Также определялись нагрузки на узлы крепления системы от отдачи. Для этого в местах крепления системы к конструкции стенда вставлялись тензометры, подключенные к регистрируещей аппаратуре. Максимальная нагрузка на узел крепления системы (всего 4 узла) не превысила 500 кг.
Проводились отстрелы при закреплении спасательной системы непосредственно на летательном аппатате. Мотодельтаплан свободнго подвешивался на фале под углом 45
0 к горизонту .
Проверка открытия парашюта проводилась путем стрельбы с движущегося на скоростях 30-50 км/ч автомобиля, что соответствует минимальной скорости полета СЛА.
Спасательная система крепилась в прицепе под углом
450 назад по ходу движения. Эксперименты доказали хорошую и быструю наполняемость купола. Весь цикл ввода системы в действие занимает 3-5 сек. от выдергивания ручки до полного наполнения купола . | |
| |
Испытания купола
На настоящий момент проведены эксперименты по сбрасыванию купола с весовым макетом с самолета АН-2 и вертолета МИ-8.
Основной целью работ являлось определение вертикальной скорости снижения купола и изучение поведения парашюта с центральной стропой (время открытия, отсутствие раскачки). Скорость снижения вычислялась на основе измерения времени снижения купола и высоты сброса с учетом потери высоты на наполнение купола.
Выводы
В настоящей статье описана экспериментальная спасательная система “Муха”, находящаяся в стадии доводки. На основе описанного изделия в дальнейшем планируется изготовить усовершенствованную ПБСС, годную для запуска в серию.
На главную страницу