Катапультирование экипажа

При полном отказе ракеты-носителя (РН) в зависимости от участка полета предусмотрено или катапультирование экипажа, или экстренное отделение орбитального корабля (ОК) от РН.

Установка катапультных кресел в командном отсеке: 1 - линейное устройство разделения (ЛУР); 2 - аварийный выход; 3 - кронштейн толкателя; 4 - толкатель; 5 - замки временной задержки; 6 - направляющие кресла; 7 - катапультное кресло

Катапультное кресло "Бурана" К-36М 11Ф35 (К-36РБ)

Модуль кабины вставляется в носовую часть фюзеляжа орбитального корабля таким образом, что внутренний люк в потолке модуля располагается под внешним люком в носовой части, и при вскрытии обоих люков образуется общий сквозной проем для беспрепятственного выхода катапультного кресла с космонавтом.

Конструктивно нижние (в модуле кабины) и верхние (расположенные над ними) люки не связаны между собой, потому что в полете под действием внешних нагрузок носовая часть фюзеляжа и подвешенный на стержнях внутри нее модуль кабины перемещаются относительно друг друга.

В процессе катапультирования обе пары люков (нижние и верхние) одновременно вскрываются срабатыванием пирошнуров по их контуру, при этом с верхней поверхности нижних люков выстреливаются вверх специальные гарпуны, которые входят в специальные захватывающие устройства на нижней поверхности верхних (наружних) люков, и между каждой парой верхних и нижних люков образуется механическая связь. После этого толкатели толкают вверх нижние люки, они поднимаются вместе с верхними наружними люками, и встречный поток уносит эти две связки люков назад.

Ниже мы показываем вскрытие проемов для катапультирования космонавтов, но для наглядности так, как если бы люки сбрасывались последовательно (сначала верхние наружние во внешней обшивке, потом нижние внутренние люки в модуле кабины) и независимо друг от друга.

Для спасения экипажа "Бурана" на этапе летно-конструкторских испытаний (ЛКИ)  в КБ "Звезда" под руководством Главного конструктора Гая Северина на основе хорошо зарекомендовавших катапультных кресел семейства К-36 была разработана специальная модификация катапультного кресла К-36РБ класса "0-0" (с возможностью спасения в широком диапазоне высот и скоростей, начиная от катапультирования из стоящего на старте или на ВПП "Бурана" и до скоростей М=3,5 на высотах до 35 км). Далее мы приводим краткое описание катапультного кресла К-36РБ.

Катапультирование экипажа осуществляется в открытых катапультных креслах семейства К-36М. Разработанные для авиации, они позволяют катапультировать экипаж в защитном снаряжении в полете при М=2,2...2,5 и высотах 22...25 км, а также при взлете и посадке самолетов. Такие характеристики соответствовали условиям применения кресел на ОК только при отказах в процессе его посадки. Аварии на старте и первых секундах полета могут сопровождаться пожаром и взрывом РН, при которых экипаж должен быть удален на достаточно большое расстояние, безопасное (с учетом защитного снаряжения) по давлению во фронте ударной волны и по влиянию пожара, при этом траектория катапультирования должна иметь высоту, достаточную для облета башни обслуживания стартового комплекса (СК).

Для этого катапультные кресла должны были:

- иметь ракетный твердотопливный разгонный блок, обеспечивающий при авариях до контакта подъема дальность полета 500 м при высоте в вершине траектории до 300 м (этим решалась и задача пролета кресел на безопасном расстоянии от факела работающих двигателей РН при катапультировании в первой фазе ее полета);

- иметь с учетом возможного падения РН в условиях аварии после старта соответствующее регулирование траектории кресел по высоте (облет башни обслуживания) отклонением вектора тяги разгонного блока;

- обладать максимальным диапазоном применения по высоте до 35 км и скорости полета до М=3,5.

Катапультные кресла ОК "Буран" К-36РБ, в которых члены экипажа должны находится в скафандрах (защитное снаряжение "Стриж", также разработанное в КБ "Звезда" специально для полетов на орбитальных кораблях), разработаны с учетом указанных требований и обеспечивают удаление экипажа на расстояние 500 м за 9...10 сек. Катапультная система (кресла) К-36РБ оснащаются энергодатчиком, состоящим из двухтрубного стреляющего механизма и двух ракетных двигателей с импульсами 600 и 3000 кгс. В состав электрической системы управления входит электронное программное устройство, сопряженное с бортовой системой автоматики космического корабля, и средства формирования оптимальной траектории, обеспечивающие безопасное катапультирование членов экипажа при аварии ракетно-космического комплекса на стартовой позиции, на участке выведения на орбиту (до высоты 25 км и скорости М=3), при спуске многоразового корабля с орбиты (начиная с высоты 30 км и скоростей М=3) и при приземлении вплоть до полной остановки корабля (нулевые значения скорости и высоты).

Манекен космонавта в костюме "Стриж" на катапультном кресле К-36РБ в экспозиции выставки "У мечты есть крылья", посвященной 20-летию полета "Бурана" (Москва, "Выставочный зал Тушино", 31 октября - 23 ноября 2008 г.):
на заднем плане - скафандр для выходов в открытый космос "Орлан"

В состав катапультной системы входят также кислородное оборудование, обеспечивающее жизнедеятельность одетого в спасательный скафандр "Стриж" космонавта при катапультировании на больших высотах, и размещенный в кресле аварийный запас со средствами поиска и выживания в случае аварийного приземления или приводнения в различных климатогеографических условиях.

Схема катапультирования при аварии РН на стартовой комплексе и возникновении аварийной ситуации в полете: а- на стартовом комплексе;  б- в полете;  в- на участке торможения и спуска в атмосфере; г - при посадке на ВПП аэродрома:

Условные обозначения: Н - высота в км, V - скорость, М - число Маха; 1- МКС "Энергия-Буран" на стартовой позиции; 2- МКС "Энергия-Буран" в полете; 3- планирующий на спуске орбитальный корабль; 4- "Буран" на посадке; 5- участок работы разгонного блока катапультного кресла; 6- катапультное кресло в свободном полете (показаны штанги со стабилизирующими парашютами); 7- раскрытие парашютов; 8- траектория катапультирования при аварии на стартовом комплексе (максимальная высота 300 м для гарантированного пролета над башней обслуживания)

Зона катапультирования заканчивается там, где скорость высота полета выходят за предельно допустимые значения с учетом защитного снаряжения экипажа. Для ОК "Буран" это примерно 102 с полета от контакта подъема по штатной траектории выведения.

Катапультные кресла К-36РБ для "Бурана" были испытаны в условиях реального полета. Во время запусков беспилотных транспортных грузовых кораблей серии "Прогресс" с заводскими номерами 146-150 (при старте они получили названия "Прогресс-38...42") на головной обтекатель (ГО) ракеты-носителя (РН) вместо пустой оболочки системы аварийного спасения (САС) устанавливались катапультируемые кресла "Бурана".

В пяти пусках "Прогрессов":
- 10.09.1988 г. - "Прогресс-38";
- 25.12.1988 г. - "Прогресс-39";
- 10.02.1989 г. - "Прогресс-40";
- 16.03.1989 г. - "Прогресс-41";
- 05.05.1990 г. - "Прогресс-42"
были проведены испытания с отстрелом катапультируемых кресел на активном участке выведения РН при заданных высотах (до 40 км) и перегрузках до 3,5 Маха. В результате экспериментов была подтверждена возможность применения открытого катапультируемого кресла К-36РБ.11Ф35 для спасения экипажа "Бурана".

Слева на фотографии, сделанной членом поисковой группы Игорем Куликовым, катапультируемое кресло К-36РБ с манекеном космонавта в "бурановском" скафандре "Стриж" на месте падения после запуска "Прогресса-40". Рассказ Игоря Куликова о поиске и обнаружении кресла размещен в разделе "Воспоминания очевидцев".