Als die Frage nach der "letzten Hoffnung" der Piloten aufkam, galten die russischen K-36 Schleudersitze und ihre Modifikationen lange als beste und eine Art Standard für Sicherheit und Qualität. Viele der in diesen Stühlen implementierten Lösungen wurden im Laufe der Zeit von westlichen Ländern kopiert.
Ein solcher "Ruhm" russischer Systeme wurde unter anderem durch eine klare Demonstration ihrer Wirksamkeit auf zwei Flugshows in Le Bourget - 1989 und 1999 - sichergestellt. Beide Rettungsaktionen kamen aus Positionen, die alles andere als optimal waren.
Die Technologien entwickeln sich jedoch, und die Vereinigten Staaten beschlossen, einige Lösungen zu implementieren, die theoretisch die Sicherheit bei der Verwendung von Schleudersitzen erheblich erhöhen könnten - das Endprodukt erhielt die Bezeichnung ACES 5.
Schauen wir uns einmal genauer an, was in diesem Stuhl umgesetzt wurde.
Anpassung des Sitzes an verschiedenste anthropometrische Daten von Piloten
In der Jet-Ära der hohen Geschwindigkeiten ist das Problem des Verlassens des Flugzeugs komplexer geworden - insbesondere die Kollisionsgefahr mit den Elementen der Flugzeugzelle beim Verlassen des Flugzeugs ist gestiegen.
Dabei muss der Schleudersitz einen schnellen Ausstieg aus einem potenziell gefährlichen Bereich ermöglichen.
Eine solche Entscheidung ist jedoch mit großen Überlastungen verbunden, denen der Pilot ausgesetzt ist, während eine leichtere Person gefährlicheren Auswirkungen in der Halswirbelsäule ausgesetzt ist.
Außerdem veränderte der Gewichtsunterschied den Schwerpunkt des gesamten Systems (Sitz + Pilot) erheblich, was die Verwendung einer optimalen Lastverteilung beim Auswerfen nicht ermöglichte.
Aus diesem Grund wurden in den USA lange Zeit Beschränkungen erlassen: Piloten mit einem Gewicht von weniger als 60 kg waren nicht erlaubt, und diejenigen, die 60-75 wiegen, waren im Falle eines Rettungspakets einem erhöhten Risiko ausgesetzt.
Warum hat sich dieses Problem in letzter Zeit verschlimmert?
Grund 1 - neue vielversprechende HMD-Helme mit visueller Informationsanzeige auf dem Visier des Piloten. Die Elektronik macht die Struktur schwerer, wodurch vorhandene Proben im Bereich von 2, 3-2, 5 kg wiegen. Und natürlich trägt all diese Freude, die auf den Nacken wirkt, beim Ausstoßen zu einer Zunahme der Verletzungen bei. Das heißt, das Auswurfsystem sollte möglichst auf ein bestimmtes Gewicht „angepasst“sein, um den Hals nicht unnötig starken Einflüssen auszusetzen.
Grund 2 - der Trend zur Zunahme des Frauenanteils in der US Air Force. Der Unterschied in der Anthropometrie zwischen M und F ergibt die signifikanteste Gewichtsschwankung.
Was ist grundsätzlich neu an diesem System?
Getrennt davon möchte ich mich auf einen auf den ersten Blick unscheinbaren Moment konzentrieren.
ACES 5, unter Berücksichtigung des Pilotengewichts ausbalanciert, ermöglicht eine grundlegend andere Durchführung des gesamten Vorgangs: Anstatt den Piloten mit einem kräftigen "Kick" senkrecht nach oben zu werfen, beschleunigt das System den Sitz sanft "vorwärts und nach oben"., so dass der Pilot "sanft abhebt" und nicht "gefeuert", wie bei den meisten modernen Ausstoßsystemen.
Wie reibungslos der Ablauf ist, sehen Sie im Video aus den Tests:
Dieses Detail ist vielleicht nicht auffällig, aber es ist wichtig, Verletzungen zu vermeiden. Physiologisch toleriert unser Körper Überlastungen, die „vom Bauch nach hinten“gerichtet sind und nicht „von oben nach unten vom Kopf bis zu den Beinen“.
Darüber hinaus hat der Sitz durch die Beschleunigung in der horizontalen Ebene mehr Zeit, um das ausgeworfene Flugzeug über das Heck des Flugzeugs zu "werfen", was bedeutet, dass dies reibungsloser und mit weniger Vertikal (für uns am gefährlichsten) erfolgen kann. Überlast.
Und gerade die Reduzierung von Verletzungen ist das Hauptziel moderner Entwicklungen in diesem Bereich – es gilt, den Piloten nicht nur zu retten, sondern auch gesund zu erhalten, im Idealfall in den Reihen zu belassen.
Kopf- und Nackenschutzsystem
Ein weiterer unangenehmer Effekt beim Auswerfen ist das Schlagen des Kopfes des Piloten gegen den Sitz in dem Moment, in dem der Sitz gerade austritt und in den Luftstrom eintritt.
Dieser Effekt wird im Folgenden im Kontext der Zeit demonstriert:
Dabei sind auch verschiedene Verschiebungen des Kopfes zu einer Seite möglich. Um dieses Problem zu lösen, wurde ein entsprechendes System entwickelt.
Im Moment des Auswurfs neigt eine spezielle Plattform hinter dem Kopf "sauber, aber stark" den Kopf nach vorne und ruht das Kinn auf der Brust. Die einströmende Luft drückt den Kopf dann zurück in Richtung Kopfstütze, das System verhindert jedoch, dass der Kopf aufschlägt. Gleichzeitig verhindern seitliche Fesseln das Drehen des Kopfes.
Dieses System sieht so aus:
Ähnliche Systeme wurden bereits (wenn auch in etwas anderer Form) bei französischen Sesseln verwendet.
Aber was kann ohne dieses System passieren (leider konnten wir kein Foto in besserer Qualität finden):
Schutz von Händen und Füßen
Die Gliedmaßen sind einer separaten Gefahr ausgesetzt: Der entgegenkommende Strom kann sie vom Körper weg "biegen" und dann beschädigen (der Moment ist sehr traumatisch).
Daher sind die Beine standardmäßig geschützt, und es wird diesbezüglich kein Know-how beachtet - die üblichen Befestigungsschlaufen. Optional auch doppelter Schutz im Bereich der Kniegelenke.
Zum Schutz der Hände wurde ein spezielles Netz entwickelt, das die Amplitude ihrer Rückbewegung begrenzt.
Theoretisch sind sie zuverlässiger als die klassischen „Armlehnen“, insbesondere wenn es darum geht, das zweite Besatzungsmitglied auszuwerfen, das „fixieren“.
Im Folgenden wird gezeigt, wie Netzwerke die Reichweite der Handbewegung einschränken:
Schlussfolgerungen
In einigen Aspekten (zB beim Gliedmaßenschutz) passierte nichts grundsätzlich Neues: Die bestehenden Entwicklungen wurden irgendwo ganz und gar kopiert und irgendwo kompetent finalisiert. Auch das französische Kopf- und Nackenschutzsystem wurde verbessert.
Gleichzeitig eröffnet das neue System mit einem sanfteren "Auswurf" große Perspektiven für den Einsatz unterschiedlicher Auswurfprotokolle, von denen jedes unter bestimmten Bedingungen (unter Berücksichtigung der Flugparameter) am sichersten ist.
Die Amerikaner haben eine Reihe von "systemischen" Aspekten nicht vergessen, die ich in früheren Artikeln teilweise angesprochen habe (Wie lange wird Russland dumm sein, seine Flugzeuge zu verlieren und wie die militärische Luftfahrt funktioniert).
Insbesondere zu den Wartungskosten: In dieser Hinsicht hat der neue Stuhl den angekündigten Informationen zufolge auch Vorteile gegenüber den Vorgängermodellen.
Die Balken zeigen die "wartungsfreien" Zeiträume für die verschiedenen Komponenten des Stuhls an.
Auch das Thema Modernisierung und Ersatz alter Stühle durch neue blieb nicht unbemerkt: Es wurde ein Set entwickelt, um aus dem Vorgängermodell ein aktuelles zu machen, das die Umrüstung auf neue Systeme beschleunigen und die Kosten senken soll.
Erwartete Reduzierung der Risiken und Perspektiven für die Entwicklung von Notfallsystemen in der Zukunft
Die Diagramme zeigen deutlich die Risiken für leichtere Piloten bei den vorherigen Sitzmodellen, sie fehlen beim neuen.
Basierend auf den Ergebnissen von Simulationen und Tests erhöhte sich auch die Sicherheit bei Geschwindigkeiten bis zu 1000 km / h.
Unten ist ein Diagramm, das die Häufigkeit von Rettungsaktionen bei verschiedenen Geschwindigkeiten zeigt, kategorisiert nach Verletzungen (grün = keine Verletzung, gelb = leichte Verletzung, orange = schwere Verletzung, rot = tödliches Ereignis):
Diese Diagramme zeigen, dass der Ausstoß am häufigsten bei Geschwindigkeiten von 300-500 km / h erfolgt, gleichzeitig kann keine der bestehenden Lösungen die Sicherheit beim Verlassen des Flugzeugs bei Geschwindigkeiten über 1000 km / h gewährleisten.
Sollte in Zukunft ein solcher Bedarf aufkommen, werden für diese Aufgaben höchstwahrscheinlich grundlegend andere Lösungen entwickelt - Auswurfkapseln.
Dieser Ansatz wurde auf dem F-111-Flugzeug implementiert:
Der Einsatz von Kapseln kann die Sicherheit von Piloten auf ein grundlegend anderes Niveau heben, da in ihnen die Piloten vor allen äußeren Einflüssen (Temperatur, Druck, geringer Sauerstoffgehalt, einströmender Luftstrom) geschützt sind.
Die Kapsel eliminiert die Fehler der Crew bei der Landung auf dem Wasser: Auf einem klassischen Sitz muss der Pilot vor dem Aufspritzen eine Reihe komplexer Manipulationen vornehmen - solche Anforderungen sind für eine gerade ausgestoßene Person nicht ganz ausreichend.
Die Installation von aufblasbaren Schwimmern ist möglich, die als zusätzliche dienen. Amortisation, wenn die Kapsel auf dem Boden landet. Unten sind Fotos von F-111 Rettungskapseln mit Schwimmern:
Zudem lassen sich Notlandesysteme im Sitz realisieren, ähnlich wie bei Helikoptersitzen: wenn es stoßdämpfende Elemente gibt, die Helikopterpiloten bei einer harten Landung schützen.
Gleichzeitig ist eine solche Lösung technisch viel komplizierter.
Dies kann jedoch bei großen Flugzeugen wie Tu-22 M und Tu-160 gerechtfertigt sein, insbesondere angesichts der Hochgeschwindigkeitsfähigkeiten dieser Maschinen, da es unwahrscheinlich ist, dass sie ohne Kapsel mit hoher Geschwindigkeit entkommen. Dies gilt auch für die Marinefliegerei, wenn es in kaltem Wasser zu Spritzern kommt.
Bei solchen Flugzeugen ist auch der Faktor der Abflugreihenfolge wichtig: Sie können nicht gleichzeitig katapultiert werden - es müssen Dispersionsalgorithmen in die Luft implementiert werden (Schießen in verschiedenen Winkeln in verschiedene Richtungen).
Bei der Kapsel verlassen alle gleichzeitig das Flugzeug.
Als alternative Lösung zum Schutz gegen die Gegenströmung wurden spezielle Klappen verwendet, die jedoch bei Geschwindigkeiten über 1000 km / h die tatsächliche Wirksamkeit eines solchen Systems nicht in der Lage sind, ein akzeptables Maß an Sicherheit zu bieten.
Fotos stammen aus offenen Quellen von Websites:
www.iopscience.iop.org
www.collinsaerospace.com
www.ru.wikipedia.org
