Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
«Самарский государственный аэрокосмический университет
имени академика С. П. Королева»
( Национальный исследовательский университет имени академика С. П. Королёва )
Факультет инженеров воздушного транспорта
Кафедра экологии и безопасности жизнедеятельности
РФЕРАТ
Катапультное кресло К36Д-3,5
Выполнил: студент гр. 3402
Проверил: доцент
Несоленов Г.Ф.
Самара 2009
СОДЕРЖАНИЕ
Введение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3
1 Причины необходимости катапультного кресла К36Д-3,5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2 Защита летчика от действующих на него факторов опасности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5
3 Катапультное кресло КД36-3,5 как система. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
4 Катапультирования на разных режимах полёта самолёта. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
5 Хронология катапультирования кресла К36Д-3,5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
6 Уникальность конструкции и технические особенности катапультного кресла КД36-3,5. . . .15
Заключение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17
Список использованных источников. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Введение
Самолет, система аварийного покидания, летчик - представляют собой сложную, интегри-рованную систему. Выберем для рассмотрения и анализа, как системы, систему аварийного покидания на примере российского катапультного кресла К36Д - 3,5.
Катапультируемое кресло - устройство, предназначенное для спасения пилота или других членов экипажа из летательного аппарата в аварийных ситуациях.
Таким образом, сразу можно сделать вывод, что основная цель катапультного кресло К36Д 3,5 - это спасение жизни летчика в аварийной ситуации.
Рассматриваемое катапультное кресло решает следующие задачи:
1. служит рабочим местом члена экипажа;
2. основная: обеспечить жизнь и высокую работоспособность летчика при выполнении им профессиональных задач, в том числе в экстремальных условиях (высокоманевренный бой, разгерметизация кабины и т.п.), и обеспечить безопасность катапультирования при аварийной ситуации во всем диапазоне применения ВС.
Методы достижения первой задачи: в полете кресло удерживает члена экипажа индивидуальной подвесной системой, а бесступенчатое регулирование сиденья по росту обеспечивает летчику удобное и комфортное для работы и обзора размещение в кабине самолета.
Методы достижения основной задачи: для обеспечения безопасного и надежного катапультирования кресло снабжается глубоким заголовником, приспособлениями для захвата рук и ног, механизмом притяга ремней, гарантирующими принятия летчиком изготовочного положения при катапультировании, кресло снабжается также стабилизирующим парашютом и реактивным двигателем, который включается в работу до момента выхода кресла из кабины. Реактивная сила двигателя ориентируется таким образом, чтобы она проходила через центр тяжести системы кресло-летчик, и одна ее составляющая направлена вверх, а другая действует по направлению полета, благодаря чему обеспечивается уменьшение перегрузки
Актуальность: благодаря высокой надежности кресла и его развитой системе средств безопасности, исключающий травматизм, летчики могут спокойно продолжать свою профессиональную деятельность, что не только гуманно, но и экономически выгодно. Так, например, использование данного кресла способствует сохранению ценных летных кадров, и дает возможность существенно снизить расходы на летный состав, поскольку известно, что стоимость подготовки летчика-истребителя очень высокая, для примера: подготовка летчика-истребителя ВВС США обходится в $8-10 млн.
1 Причины необходимости катапультного кресла к36д-3,5
В изложенной работе объектом изучения является катапультное кресло К36Д-3,5 представляющее собой сложную техническую систему, которая входит в интегрированный комплекс систем жизнеобеспечения и аварийного спасения экипажей для самолетов нового поколения.
Причины, при которых используется рассматриваемая система катапультирования, совершенно различны, выделяются три:
1. аварийная ситуация - основная, летчик сам принимает решение о катапультировании;
2. страх потери жизни в результате грубой ошибки пилотирования воздушного судна (ВС);
3. частный случай (например, при автоматическом катапультировании летчика, находя-щегося без сознания, из самолета, погружающегося в воду).
Аварии самолетов происходят, например, вследствие отказа силовой установки, нехватки топлива, возникновения пожара на самолете, неисправности системы управления, потери управляемости в результате турбулентности или, вызванная аэродинамической блокировкой руля высоты, потери пилотом ориентации в пространстве, из-за исключительно неблагоприятных метеорологических условий и т.п. Кроме того, военные самолеты постоянно подвергаются опасности оказаться в аварийной ситуации в результате действий противника. Не исключено, что летчик сам может стать причиной аварии в результате своих неграмотных действий. К наиболее неблагоприятным относятся быстротечные аварии, когда время, которым располагает экипаж, для того чтобы покинуть самолет или произвести вынужденную посадку, невелико. Поэтому катапультное кресло должны обеспечивать безопасность не только в любой ситуации, но и в любой момент времени.
Экипаж должен быть готов к любым описанным выше ситуациям, т.к. он специально обучен для этого. Не говоря о риске получения травмы и телесных повреждений, в результате аварии существует явная угроза жизни для экипажа, таким образом, летчик так или иначе сам принимает решение о катапультировании.
2 Защита летчика от действующих на него Факторов опасности
Определимся, какими качественными признаками характеризуется опасность:
1. Наличие явной угрозы при взаимодействии с факторами опасности;
2. Изменение функциональных свойств жизнеопределяющих систем объекта.
Опираясь на медико-биологические знания, БЖД как система знаний позволяет выработать эргономические требования к креслу К36Д-3,5, как к рабочему месту летчика, а также к пультам и ручкам управления креслом, к поручню катапультирования. Такие требования позволяют обеспечить безопасность и комфорт для пилота в процессе пилотирования самолета, в момент катапультирования и приземления.
Технико-технологические знания позволяют создать все те системы и механизмы, которые активно или пассивно могут защитить летчика или оградить его от факторов опасности на всех этапах катапультирования.
Общественные знания, инженерно-психологический аспект знаний об условиях, в которых находится летчик, позволяют организовать психологически уютную и комфортную атмосферу.
Рассмотрим факторы опасности, которым подвергается человек при катапультировании:
1. Большое различие между скоростью самолета и резко уменьшающейся скоростью пилота в результате торможения набегающим потоком. Поток подхватывает пилота и быстро уносит назад, что грозит столкновением с хвостовым оперением или другими частями самолета.
2. Опасность кроется в неблагоприятном действии воздушного потока большой скорости на незащищенные участки тела, вызывающего повреждение внешних и внутренних органов.
3. Другие опасности связаны с необходимостью покидать самолет на очень большой или очень малой высоте:
а) в первом случае возникает неблагоприятное действие на человека очень низкого давления и низкой температуры, вследствие чего возникает кислородное голодание и нарушается тепловое равновесие организма;
б) на малой высоте, особенно при движении самолета по земле (или по палубе корабля), не хватает промежутка времени и расстояния для раскрытия и наполнения купола парашюта, т.е. для уменьшения скорости падения до допустимой величины.
Факторы, от которых защищает катапультное кресло:
1. Социальный фактор.
В авиации, а тем более в военной авиации, большой приоритет отдается минимальному весу конструкции. Чем меньше масса самолета, тем больше полезного груза он может взять на борт: вооружения топлива, оборудования, пассажиров и т.д. При этом малый вес конструкции должен сочетаться с её минимальными габаритами. Кабина летчика представляет собой стесненное со всех сторон пространство, что вызывает определенный для него дискомфорт. Таким образом, задача кресла защитить летчика в первую очередь – от усталости, утомления. Кресло – это его рабочее место, где он проводит многие часы, и ему оно должно быть максимально удобным. Поэтому сиденье и спинка кресла особым образом профилированы, есть бесступенчатое регулирование сиденья по росту и подгонка по наклону спинки, что обеспечивает члену экипажа удобное для работы и обзора размещение в кабине самолета. Во время эволюции самолета на летчика постоянно действуют различные силы, которые пытаются его то прижать к креслу, то оторвать от него, то отклонить в бок. Чтобы снизить влияние действия этих сил, в полете член экипажа удерживается в кресле индивидуальной подвесной системой и может фиксироваться с помощью механизмов системы фиксации.
2. Производственный фактор.
а) защита летчика внутри кабины. В результате аварии ослабленные ремни могут привести к повреждению позвоночника. Чтобы минимизировать риск такой травмы, нужно заставить пилота принять правильное положение. Поэтому механизм кресла в первую очередь притягивает плечи пилота к спинке. Притяг плеч есть на всех современных катапультных креслах (и даже в современных автомобилях), но К36Д-3,5 притягивает еще и поясной ремень. Еще одна степень фиксации – боковые ограничители рук. Они обеспечивают дополнительную защиту и боковую поддержку пилота.
б) защита летчика в момент катапультирования. Воздушный поток после выхода из кабины. При катапультировании кресло с летчиком выбрасывается из кабины вверх. При этом на организм человека действует в направлении голова-таз перегрузка около 20. После выхода из кабины воздушный поток тормозит движение катапультируемого, оказывает сильное механическое воздействие на его тело, а перегрузка в направлении спина-грудь могут достигнуть 30. Итак, на любые выступающие части тела пилота действуют гигантские нагрузки – например, ноги воздушным потоком может просто сломать. Поэтому на кресле голени фиксируются специальными петлями, но только К36Д-3,5 оснащено еще и системой подъема ног – кресло как бы «группирует» летчика (при этом риск сломать голень снижается). Кроме того, кресло оснащено выдвижным дефлектором, защищающим грудь и голову летчика от воздушного потока при катапультировании на высоких скоростях. Все эти защитные подсистемы действуют без участия пилота и занимают всего 0,2 секунды.
в) защита летчика в полете и при приземлении. При катапультировании на большой высоте человек неспособен дышать разреженным воздухом, возникает кислородное голодание и нарушается тепловое равновесие организма. Для этого катапультное кресло содержит систему кислородного снабжения, причем такую, что она может реанимировать летчика и вывести его из бессознательного состояния.
Для мягкой посадки. Положение самолета в момент катапультирования может быть произвольным. С помощью двигателей коррекции по крену, расположенных за заголовником, и двух выдвижных штанг со стабилизирующими парашютами креслу покинувшему кабину придается вертикальное положение. Такое положение кресла обеспечивает возможность максимально использовать импульс ракетного двигателя и набрать высоту, а также обеспечить защиту от воздушного потока с помощью уже упомянутого дефлектора. Кроме того, именно такое положение летчика дает ему возможность выдержать большие перегрузки торможения, действующие в направлении «грудь-спина».
Катапультное кресло КД36-3,5 решает немало "смежных" задач: позволяет приземляться и приводняться, причем делать это и в южных морях, и в Заполярье.
рисунок 1 - Защитные системы катапультного кресла КД36-3,5.
Любой вылет, а особенно боевой вылет влечет за собой множество психологических факторов действующих на летчика: напряжение, стресс, страх, боязнь, неуверенность. Они могут создать такие условия труда, которые окажут пагубное воздействие на состояние летчика.
Надо отметить, что у каждого пилота свои особенности: психологические, физические, интеллектуальные. Есть летчики средней квалификации, есть высочайшей. Катапультное кресло входит в комплекс мероприятий, которые позволяют даже летчику средней квалификации наиболее эффективно использовал возможности летательного аппарата.
Роль психологического фактора огромна. Можно сделать так, что истребитель будет работать с "нулевой эффективностью", а можно так, что любой воздушный бой он будет выигрывать. Таким образом, любой боевой комплекс самолет-летчик на одну треть зависит от летчика. А его возможности ограничены физиологическими и умственными способностями. Если летчик ведет бой при перегрузках 8-9 единиц, то без специального оборудования он перестает видеть, слышать и теряет сознание. Рассматриваемая система позволяет сохранить высокую работоспособность пилота и экипажа при любых условиях полета.
Кроме того неблагоприятное воздействие на пилота может оказать: природно-климатическая среда (лесные и торфяные пожары, дождь, туман, облачность, турбулентность, молния, гроза), техногенная среда (смог, техногенные пожары), например вызвать дискомфорт глаз (ослепление, ухудшение видимости), шумовое воздействие.