14.2. Противопожарное оборудование

Стремление к увеличению дальности беспосадочных полетов привело к необходимости иметь большой запас топлива на борту. По мере выработки топлива и понижения давления окружающей среды при наборе высоты происходит его интенсивное испарение, в результате чего в надтопливном объеме баков создается взрывоопасная топливновоздушпая газообразная смесь. Поскольку на борту имеются двигатели, электрические машины, аппараты с контактной коммутацией сетей, кислородные, масляные, топливные и другие системы, создается потенциальная возможность возникновения пожара в отсеках или взрыва топливных баков при работе этого оборудования в нерасчетном режиме. Серьезную опасность представляет возникновение искрения в местах ненадежной металлизации и при полетах в условиях грозовой деятельности.

Такое сочетание неблагоприятных факторов потребовало принятия мер по повышению пожарной безопасности и предотвращению взрыва топливных баков. Для этого при компоновке самолетов предусматривается создание автономных отсеков для размещения взрывоопасной аппаратуры, установка противопожарных и тепловых экранов, автоматических систем перекрытия топливных магистралей, обеспечение достаточной вентиляции отсеков и др.

Азотирование топлива, заполнение свободных объемов топливных баков нейтральным газом и применение эмульгированных топлив в значительной степени предотвращают вероятность возникновения взрыва топливных баков.

Азотирование — это процесс насыщения топлива жидким азотом, в результате чего происходит вымораживание воды и уменьшение в нем концентрации кислорода и атмосферного воздуха. По мере выработки топлива азот заполняет надтопливное пространство бака, вытесняя его пары и воздух через дренажную систему.

Применение систем нейтрального газа позволяет при создании избыточного давления над зеркалом топлива уменьшить интенсивность испарения, а образовавшиеся пары вытеснять через дренажную систему бака, предотвращая этим образование взрывоопасных смесей паров топлива и воздуха. В качестве нейтрального газа используется углекислый газ или азот.

В зависимости от предусматриваемого режима работы различают штатные и аварийные системы нейтрального газа. Штатные системы функционируют в течение всего полета, аварийные — при возникновении взрывоопасных ситуаций, таких как вынужденная посадка, полет в грозовых облаках и т. д.

Эмульгированные топлива, т. е. топлива в виде жидкой эмульсии, состоят из 97% топлива и 3% жидких реагентов, снижающих скорость распространения пламени и способствующих уменьшению взрывной детонации этой смеси.

Несмотря на упомянутый выше комплекс профилактических мероприятий, все без исключения самолеты оборудуются противопожарными системами, в состав которых входят сигнализирующие устройства и система тушения пожара.

На современных самолетах применяются системы сигнализации о повышении температуры среды и о пламени в защищаемых отсеках.

На смотреть статью под номером 14.6 показана электрическая схема системы сигнализации о повышении температуры среды в отсеках типа ССП.

В ее комплект входят несколько последовательно соединенных датчиков и исполнительный блок. Датчиками служат термопары.

При нагревании среды со скоростью, превышающей 2° С в секунду, что характеризует возможную опасность возникновения пожара, в термобатареях датчиков возникает термоэлектродвижущая сила. Она, в свою очередь, вызывает появление тока в обмотке поляризованного реле Р1. При их срабатывании замыкается цепь реле Р2, которое включает сигнальную лампочку Л или табло в сеть и подключает звуковой сигнал.

Для контроля работоспособности системы перед полетом предусмотрены реле РЗ и кнопка контроля К При нажатии на нее срабатывает реле и подключает датчики к бортовой сети. Загорание лампочки или табло указывает готовность системы к действию.

Описанная система обладает инерционностью и подвержена возможности ложного срабатывания при облучении датчиков электромагнитными волнами или магнитным полем от установленного на борту оборудования. Поэтому их необходимо экранировать.

Открытое пламя в отсеках обнаруживается ионизационным сигнализатором пожара типа ИС. Его структурная схема представлена на смотреть статью под номером 14.7.

В основу принципа действия сигнализатора положено использование явления возникновения электропроводимости среды при ее ионизации пламенем.

Датчик 1 в виде металлической трубки устанавливается на керамических изоляторах 2 и находится под положительным электрическим потенциалом, корпус же двигателя или отсека — под отрицательным. В момент появления пламени происходит замыкание цепи через ионизированный воздух, и сигнал после усиления в электронном усилителе ЭУ поступает на сигнальную лампочку Л или на световое табло, сигнализируя о возникновении пожара.

На пассажирских самолетах система пожаротушения имеет 2—3 очереди, т. е. может функционировать 2—3 раза, причем первая очередь включается автоматически от системы сигнализации. В качестве огнегасящего вещества для тушения пожара вне кабины самолета применяется фреон114В2, а для борьбы с пожаром в кабинах — обезвоженная техническая углекислота.

На смотреть статью под номером 14.8, а показана электрическая схема противопожар ной системы с двумя очередями функционирования.

При срабатывании системы сигнализации происходит автоматическое срабатывание первой очереди, и подрывается пиропатрон 3 (смотреть статью под номером 14.8, б). Образующиеся в баллоне 1 газы срывают поршень 4 с шарикового замка 2, и острый конец штока поршня пробивает мембрану 6. Испаряющийся огнегасящий состав возвращает поршень в исходное положение, а затем поступает через трубку 7 и штуцер 5 по трубопроводам в противопожарный коллектор. В коллекторе имеется достаточно большое количество отверстий, с помощью которых происходит распыление этого состава в защищаемом отсеке.

Если пожар не прекратился, пилот или бортинженер нажатием кнопки пожаротушения К на пульте управления вводит в действие вторую очередь системы (смотреть статью под номером 14.8, а).

При очень грубой или вынужденной посадке срабатывает инерционный датчик ИВ, который вызывает одновременное функционирование обеих очередей противопожарной системы, предотвращая загорание самолета.

Практика эксплуатации современных самолетов показала высокую надежность работоспособности систем и обеспечение безопасности в случае возникновения пожара.

14.3. Аварийноспасательное оборудование самолетов и защитное снаряжение экипажей

Возможность ситуации, при которой дальнейшее продолжение полета становится опасным для экипажа, привела к созданию на некоторых самолетах комплекса средств аварийного покидания (САП) борта самолета всеми членами экипажа и наличию специального оборудования для спасения пассажиров и экипажа после совершения аварийной посадки пассажирского самолета на землю или воду.

Необходимость защиты экипажа от воздействия скоростного потока после покидания самолета и спасения в случае его приводнения потребовали создания индивидуальных средств защиты в виде спасательного снаряжения (скафандров, морских спасательных жилетов или костюмов, лодок и т. д.). Для создания минимально необходимых жизненных условий после возможного покидания самолета над малозаселенной территорией экипажи снаряжаются носимыми аварийными запасами (НАЗ).

Системы аварийного покидания. Летной практикой и медицинскими исследованиями установлено, что возможность аварийного покидания самолета зависит от скорости и высоты полета, а также от физического и психологического состояния человека в момент возникновения аварийной ситуации.

На смотреть статью под номером 14.9 показаны примерные границы диапазонов скоростей и высот, в пределах которых возможно безопасное покидание самолета различными способами.

Самостоятельное покидание самолета через борт или люк возможно при полете с приборной скоростью порядка 500 кмч на

высоте не менее 200 м — высоте, достаточной для приведения в действие спасательного парашюта. При больших скоростях давление набегающего потока настолько велико, что человек не в состоянии самостоятельно покинуть самолет. Если даже он какимлибо образом все же покинет самолет, создается опасность столкновения со стабилизатором, килем или другими выступающими частями. Поэтому современные скоростные самолеты оборудуются системами принудительного аварийного покидания в виде катапультируемых кресел, отделяемых кабин и спасательных капсул.

На смотреть статью под номером 14.10 показана принципиальная схема катапультируемого кресла. При необходимости покидания самолета пилот подрывает пиропатрон 3, и расширяющиеся газы с большой скоростью выводят кресло за пределы кабины. Необходимая ориентация кресла с человеком обеспечивается в результате перемещения его роликов  вдоль пазов неподвижных рельс 2.

Покидание самолета сопровождается воздействием на человека импульсной нагрузки при взрыве пиропатрона, набегающего потока и динамического удара при раскрытии стабилизирующего, тормозного и спасательного парашютов.

Под предельной перегрузкой по любому направлению понимается максимально допустимое ее значение хотя бы в одной из точек человеческого тела. Величины предельных перегрузок зависят от времени воздействия и скорости их изменения.

Исследования показывают, что человек способен переносить изменения перегрузок со скоростью до 300 1с в направлении «голова—таз» и до 600 1с в направлении «грудь—спина» или «спина—грудь». Безопасной угловой скоростью считается скорость до 2 обс, т. е. до 12,3 радс. При возникновении больших угловых скоростей человек может погибнуть, задохнувшись, в маске или гермошлеме в результате заболевания морской болезнью, а в случае разгерметизации — в результате кислородного голодания.

Для спасения летного состава наиболее широкое применение получили катапультируемые кресла, которые в зависимости от типа самолета, направления катапультирования, вида систем управления, стабилизации, защиты головы и конечностей человека от разброса имеют различные конструктивные особенности.

Необходимость спасения экипажей во всем диапазоне скоростей и высот, включая спасение при возникновении аварийной ситуации на взлете или посадке, потребовали создания всережимных САП.

Надежное спасение членов летного экипажа как на малых, Так и на больших высотах осуществляется специальными катапультируемыми креслами и трехкаскадной парашютной системой, включающей стабилизирующий, тормозной и спасательный парашюты.

На смотреть статью под номером 14.12 показана схема этапов работы такой системы спасения человека при катапультировании на больших и средних высотах. Программа ввода в действие элементов парашютной системы и отделения человека от кресла задается специальными автоматами времени  с барометрической блокировкой.

При катапультировании соединенная с полом кабины фала 2 выдергивает чеку автомата времени. Одновременно с этим выдергивается чека срабатывания специальной «пушки» 3 стабилизирующего парашюта, который уложен в контейнере заголовника кресла (смотреть статью под номером 14.12, а).

При выстреле «пуля» 5 с помощью вытяжной стренги освобождает клапаны ранца и вытягивает из него изготовленный из легкой воздухопроницаемой ткани стабилизирующий парашют 7 конической формы площадью 1—3 мг', а затем разрушает стренгу 6 (смотреть статью под номером 14.12, б).

Соединенный замком 4 кресла этот парашют, наполняясь воздухом, поворачивает кресло с человеком вдоль набегающего потока и этим предотвращает их беспорядочное движение (смотреть статью под номером 14.12, 6?).

Через 1,5—2 с после начала катапультирования временной автомат открывает замок крепления стренги стабилизирующего парашюта, с помощью которой вытягивается из ранца тормозной парашют 8. Поскольку к этому моменту горизонтальная скорость погашена, пилот вместе с креслом спускается практически вертикально (смотреть статью под номером 14.12, г). При достижении высоты порядка 3000 . 4000 м, на которую настроен барометрический узел автомата времени, тормозной парашют отделяется, а его стренга вытягивает основной спасательный парашют 9. К моменту полного выхода парашюта из ранца и наполнения купола происходит открытие замков привязных ремней, и человек снижается на спасательном парашюте (смотреть статью под номером 14.12, д).

В случае покидания самолета на малых высотах барометрический узел автомата времени открывает одновременно замки стабилизирующего и тормозного парашютов. Эта система парашютов начинает выполнять функции вытяжного звена спасательного парашюта.

Особенно сложно спасение человека с предельно малых высот полета или при движении самолета по взлетнопосадочной полосе. При взлете и посадке минимальная высота, с которой можно безопасно покидать самолет, зависит от его скорости движения, совершенства системы подготовки к катапультированию, высоты подъема кресла при срабатывании пиромеханизма и скорости наполнения спасательного парашюта.

Чтобы вывести человека с креслом на необходимую высоту для ввода спасательного парашюта, нужно увеличить либо начальную скорость, либо путь их разгона. Увеличение начальной скорости приводит к недопустимым перегрузкам и гибели человека. Поэтому наиболее рациональным является способ увеличения пути разгона кресла с человеком. Для этого применяются многозарядные последовательно срабатывающие пиромеханизмы и катапультируемые установки с комбинированными энергосистемами, состоящими из пиромеханизма и дополнительных пороховых ракетных двигателей.

Для спасения экипажей сверхзвуковых самолетов при полете со скоростями М я» 2 применяются специальные катапультируемые кресла, устройство одного из которых показано на смотреть статью под номером 14.13.

Отличительной особенностью кресла является щитокдефлектор 6, смонтированный на телескопической штанге. При выходе кресла в поток щитокдефлектор выдвигается перед ним и создает систему скачков уплотнения, которые значительно уменьшают ударное воздействие на человека воздушного потока и поперечных перегрузок. Стабилизатор 7 обеспечивает устойчивое движение и предотвращает вращательные перегрузки.

Кресло снабжено специальными скобами 1 для фиксации гермошлема. Голова пилота внутри гермошлема фиксируется автоматически надуваемыми боковыми камерами. Это предотвращает смещение шейных позвонков в момент катапультирования.

Для защиты позвоночника от повреждения и предотвращения разброса конечностей кресло снабжено механизмами натяжения плечевых и поясного ремней 2, выпуска сетки 3, ограничителями положения коленей 4 и фиксаторами 5 голеней ног на подножках. Автоматическое приведение в действие этих систем осуществляется их блокировкой с командной скобой подрыва пиропатрона. Пока пилот не примет исходного положения и не сработает система фиксации, катапультирование не происходит. На некоторых самолетах применяются спасательные капсулы и отделяемые кабины.

Катапультируемые капсулы бывают герметическими и негерметическими. Герметические капсулы способны защищать пилота от воздействия скоростного напора, кинетического нагрева и вследствие обтекаемой формы значительно уменьшить величину линейных перегрузок торможения в направлении продольной оси капсулы.

На смотреть статью под номером 14.14 показаны положения агрегатов капсулы и'пилота перед катапультированием.

Приняв решение о необходимости покидания самолета, пилот поворачивает находящийся на боковой панели створки 2 командный рычаг 1, включая систему автоматической подготовки к катапультированию. Специальные устройства убирают ноги с педалей и фиксируют их, а кресло с пилотом поворачивается в горизонтальное положение. При замыкании створки система управления автоматически отсоединяется, происходит расфиксирование узлов крепления капсулы от фюзеляжа самолета и включение порохового ракетного двигателя 3.

Под действием тяги двигателя капсула отделяется от самолета. Через определенное время выпускается стабилизирующий парашют, который ориентирует капсулу вдоль вектора скорости воздушного потока, а затем осуществляется ввод тормозного и спасательного парашютов. Такая трехкаскадная парашютная система обеспечивает приземление или приводнение капсулы с безопасной для жизни человека скоростью. После срабатывания этой системы пилот может покинуть капсулу и, используя индивидуальный спасательный парашют, самостоятельно приземлиться.

При приводнении капсула используется и как спасательное морское средство. Для повышения запаса плавучести и устойчивости на плаву она обычно снабжается автоматически надуваемыми резиновыми балонетами.

Покидание самолета с помощью отделяемой кабины принципиально не отличается от спасения в капсуле. Такая кабина конструктивно является носовой частью фюзеляжа, которая отделяется от самолета под действием кратковременно работающего порохового двигателя. Жесткие стабилизирующие поверхности тормозного и спасательного парашютов обеспечивают спасение экипажей сверхзвуковых самолетов при аварии в стратосфере и защищают от воздействия высоких и низких температур, значительных перепадов давлений, инерциальных нагрузок и аэродинамических сил. Как и капсула, отделяемая кабина может быть использована как морское спасательное средство.

Обеспечение жизни летного состава при аварийном покидании самолета зависит не только от совершенства САП, но и от вида применяемого индивидуального защитного снаряжения. В сочетании с кислородным оборудованием для надежной защиты человека применяются защитные шлемы, гермошлемы, высотные компенсирующие костюмы и высотные скафандры. Выбор того или иного типа снаряжения или их комбинаций зависит от конкретных условий эксплуатации самолета: диапазона скоростей и высот, продолжительности полета и предположительного района возможного покидания самолета.

Защитный шлем предохраняет голову человека от случайных ударов о выступающие части пультов кабины, от перегревания или охлаждения, а также защищает ее от действия скоростного напора в процессе катапультирования и ударов при неудачном приземлении.

Защитная каска, устройство которой показано на смотреть статью под номером 14.15, надевается на шлемофон и фиксируется на нем клапанами 3. Ее внутренняя поверхность обклеена мягким амортизирующим материалом.

Подвижный светофильтр 2 из окрашенного органического стекла защищает глаза от ослепления солнцем или посадочным прожектором и предохраняет лицо от встречного потока воздуха при катапультировании. Защитный шлем с опущенным светофильтром и притянутой к лицу маской допускает катапультирование при индикаторных скоростях полета до 950 кмч. Герметический шлем в сочетании с ВКК расширяет диапазон этих скоростей до 1100 кмч, а высотный скафандр до 1200 кмч.

При выполнении полетов над морем или океаном летный состав самолетов снаряжается индивидуальными морскими спасательными средствами. На многоместных самолетах, кроме того, в специальных контейнерах размещаются групповые спасательные средства, которые при необходимости сбрасываются сжатым воздухом.

Индивидуальные морские спасательные средства. К этой группе средств относятся спасательные жилеты, морские спасательные комплекты, высотные морские спасательные комплекты и одноместные лодки.

Авиационный спасательный жилет типа АСЖ, внешний вид которого показан на смотреть статью под номером 14.16, представляет собой герметичную камеру из прорезиненной ткани оранжевого цвета. Его форма не затрудняет действия экипажа в полете, а после приводнения обеспечивает устойчивое положение человека лицом вверх.

Жилет имеет два отсека, разделенных герметичной перегородкой. Отсеки заполняются от баллончика 5 с углекислотой, который срабатывает после рывка за пусковую головку 6. На его внешнюю сторону выведены две трубки  с мундштуками для наполнения жилета воздухом из легких человека при отказе в работе баллончика и для пополнения объема отсеков при нарушении их герметизации.

В кармане 3 жилета находится герметически упакованный пакет с флуоресцеином. Для облегчения поиска приводнившегося со спасательных самолетов или вертолетов этот пакет надрывается, и содержимое окрашивает водную поверхность в желтозеленый цвет. Так как пакет соединен с жилетом шнуром, окрашенное пятно сопровождает человека.

Помимо этого предусмотрены средства световой и звуковой сигнализации. В дневное время световая сигнализация может вестись с помощью зеркала, размещенного в кармане на тыльной стороне оболочки жилета. Для подачи световых сигналов имеется электролампочка 4, вмонтированная на лицевой части жилета

под прозрачным колпачком. Она питается от водоналивной оатареи, размещенной на тыльной стороне оболочки жилета, после ее разгерметизации. Звуковые сигналы подаются свистком, находящимся в одном кармане с зеркалом.

Закрепляется жилет на туловище человека специальным поясом, к которому прикреплен строп 2 для подъема человека на борт спасательного вертолета или корабля.

Высотный морской спасательный комплект типа ВМСК (смотреть статью под номером 14.17) при совместной работе с бортовым кислородным оборудованием и бортовыми источниками кондиционирования, средствами аварийного покидания и связи обеспечивает необходимые жизненные условия и работоспособность летного состава в полете, при катапультировании и приводнении.

Все изделия, входящие в состав комплекта ВМСК, можно объединить в группы морского, высотного и защитного снаряжения.

Морское снаряжение состоит из морского костюма и поплавков спасательного пояса. Конструктивно морской костюм выполнен из внешней силовой оболочки 2 и внутренней герметичной оболочки, соединенных между собой с помощью шнуровки. На нем смонтированы шланги 4 ввода вентиляции и наддува, электрожгут радиосистемы, клапаны сброса давления 3 и карманы 6 для размещения фильтрующей коробки, карт, дозиметра и других предметов.

Высотное снаряжение имеет в своем составе, гермошлем  или защитный шлем с кислородной маской, высотный компенсирующий костюм, ботинки 7, компенсирующие перчатки 5 и носки.

Для защиты человека от перегрева и переохлаждения используется теплозащитный комбинезон с системой вентиляции, работа которого основана на принципе конвекционного теплообмена с выносом тепла и влаги из пододежного пространства.

В зависимости от содержания полетного задания комплект ВМСК может быть использован в сочетании с высотным компенсирующим костюмом, противоперегрузочным костюмом или без них.

Индивидуальным спасательным средством является также лодка типа МЛАС. Лодка, рассчитанная по грузоподъемности на одного человека, выполнена из прорезиненного перкаля краснооранжевого цвета и снаряжена баллоном с углекислотой для наполнения ее камеры.

При выполнении полетов над безлюдной или малонаселенной местностью летный состав снаряжается носимыми аварийными запасами НАЗ различной комплектации.

Количество продуктов в носимом запасе достаточно для питания одного человека в течение трех дней. Вещевой запас включает в себя светосигнальные средства, рыболовные снасти, сухое горючее, компас, противокомарную сетку, аптечку и малогабаритную радиостанцию. Это позволяет человеку добывать пищу, готовить ее, оказывать себе необходимую медицинскую помощь и осуществлять радиосвязь со спасательными самолетами, вертолетами и кораблями.

Все содержимое упаковано в герметичный мешок, который прикрепляется к подвесной системе парашюта. Перед приземлением или приводнением он сбрасывается, но благодаря наличию стропы не отделяется более чем на 13 м.

Помимо основного, имеется два варианта комплектации НАЗ: арктический и пустынный. Арктический вариант дополнительно

укомплектован складными лыжами, пустынный—бачком емкостью 6 л с водой.

Групповые спасательные средства. Ими снаряжаются самолеты, имеющие многочисленный экипаж. *К этой группе снаряжеf ния относятся многоместные лодки и плоты.