Vystřelovací sedadlo - Ejection seat

Různá vystřelovací sedadla

V letadle je vystřelovací sedadlo nebo vyhazovací sedadlo systém určený k záchraně pilota nebo jiné posádky letadla (obvykle vojenského) v případě nouze. Ve většině provedení je sedadlo vytlačeno z letadla výbušnou náloží nebo raketovým motorem a nese s sebou pilota. Rovněž byl vyzkoušen koncept vysunutelné kapsle únikové posádky . Jakmile se z letadla uvolní, vystřelovací sedadlo použije padák . Vystřelovací sedačky jsou běžné u určitých typů vojenských letadel.

Dějiny

Vysunovací sedadlo Martin-Baker WY6AM.
Test vystřelovací sedačky amerického letectva F-15 Eagle pomocí figuríny .

V roce 1910 došlo k útěku z letadla za pomoci bungee . V roce 1916 si Everard Calthrop , první vynálezce padáků , nechal patentovat sedadlo vyhazovače pomocí stlačeného vzduchu .

Moderní uspořádání vystřelovací sedačky poprvé představila rumunská vynálezkyně Anastase Dragomir na konci dvacátých let minulého století. Konstrukce představovala padákový článek (vybíjecí židli z letadla nebo jiného vozidla). Úspěšně byl testován 25. srpna 1929 na letišti Paris-Orly poblíž Paříže a v říjnu 1929 na Băneasa poblíž Bukurešti . Dragomir si svůj „kokpit schopný katapultu“ nechal patentovat u francouzského patentového úřadu.

Design byl zdokonalen během druhé světové války . Předtím byl jediným způsobem, jak uniknout z neschopného letadla, vyskočit („vyskočit“) a v mnoha případech to bylo obtížné kvůli zranění, obtížnosti výstupu ze stísněného prostoru, sil g , proudění vzduchu kolem letadlo a další faktory.

První vystřelovací sedadla byla vyvinuta nezávisle během druhé světové války společnostmi Heinkel a SAAB . Rané modely byly poháněny stlačeným vzduchem a prvním letounem, který byl vybaven takovým systémem, byl v roce 1940 prototyp stíhačky s proudovým motorem Heinkel He 280. Jeden z testovacích pilotů He 280, Helmut Schenk, se stal prvním člověkem, který unikl z zasažený letoun s vystřelovacím sedadlem 13. ledna 1942 poté, co se jeho kontrolní povrchy zamrzly a přestal fungovat. Stíhačka byla používána při testech impulsních trysek Argus As 014 pro vývoj raket Fieseler Fi 103 . To mělo své obvyklé HES 8A proudové odstraněna, a byla odtažena vzduchu z v Erprobungsstelle Rechlin centrální zkušební zařízení Luftwaffe v Německu dvojicí Bf 110 C remorkérů v těžké sněhové sprchou. Ve výšce 2 400 m (7 875 stop) Schenk zjistil, že nemá žádnou kontrolu, odhodil vlečnou šňůru a katapultoval se. He 280 nebyl nikdy uveden do výrobního stavu. Prvním operačním typem postaveným kdekoli pro poskytnutí vystřelovacích sedadel pro posádku byl noční stíhač Heinkel He 219 Uhu v roce 1942.

Ve Švédsku byla verze využívající stlačený vzduch testována v roce 1941. Bofors vyvinul sedadlo pro vystřelení střelného prachu, které bylo v roce 1943 testováno pro Saab 21 . První test ve vzduchu byl na Saab 17 dne 27. února 1944 a k prvnímu skutečnému použití došlo poručíkem Bengtem Johanssonem dne 29. července 1946 po srážce ve vzduchu mezi J 21 a J 22.

Jako první operační vojenské letadlo na konci roku 1944, které ho kdy představovalo, vítěz německé soutěže designu domácích obranných proudových stíhaček Volksjäger „lidový bojovník“; lehký Heinkel He 162 A Spatz , představoval nový typ vystřelovací sedačky, tentokrát vystřelené výbušnou kazetou. V tomto systému sedlo jelo na kolech umístěných mezi dvěma trubkami, které se táhly po zadní části kokpitu . Při spouštění do polohy zavře víčka v horní části sedla přes potrubí a zavřou je. Náboje, v zásadě shodné s brokovými náboji, byly umístěny na dno trubek, směřující nahoru. Když byly vystřeleny, plyny by zaplnily potrubí, „vyskočily“ víčka z konce, a tím by donutily sedadlo jezdit po trubkách na svých kolech a ven z letadla. Do konce války Dornier Do 335 Pfeil -především z toho, že měl vzadu umístěný motor ( dvoumotorové motory pohánějící konstrukci) pohánějící tlačnou vrtuli umístěnou na zadním konci trupu představující nebezpečí pro normální " záchranný „útěk“-a několik pozdně válečných prototypů letadel bylo také vybaveno vystřelovacími sedadly.

Po druhé světové válce byla potřeba takových systémů stále naléhavější, protože rychlosti letadel byly stále vyšší a netrvalo dlouho a byla prolomena zvuková bariéra . Ruční útěk při takových rychlostech by byl nemožný. The United States Army Air Forces experimentoval s klesající-Vyjmutím systémy provozované na jaře , ale to bylo dílem James Martin a jeho společnost Martin-Baker , která se ukázala zásadní.

Vystavené místo v muzeu RAF Cosford

První živá letová zkouška systému Martin-Baker se uskutečnila 24. července 1946, kdy se montér Bernard Lynch katapultoval z proudového letadla Gloster Meteor Mk III . Krátce nato, 17. srpna 1946, 1. Sgt. Larry Lambert byl prvním živým vysunutým z USA. Lynch předvedl vystřelovací sedadlo na Daily Express Air Pageant v roce 1948, když se vysunul z meteoritu. Vyhazovací sedadla Martin-Baker byla namontována na prototypová a produkční letadla od konce čtyřicátých let minulého století a k prvnímu nouzovému použití takového sedadla došlo v roce 1949 při testování tryskového experimentálního létajícího křídla Armstrong Whitworth AW52 .

Raná sedadla používala tuhou hnací náplň k vysunutí pilota a sedadla zapálením náboje uvnitř teleskopické trubice připojené k sedadlu. Jak se rychlosti letadel ještě zvyšovaly, ukázalo se, že tato metoda není dostatečná k tomu, aby se pilot dostatečně zbavil draku. Při zvyšování množství pohonné hmoty hrozilo poškození páteře cestujícího, proto začaly experimenty s raketovým pohonem . V roce 1958 byla Convair F-102 Delta Dagger prvním letadlem vybaveným sedadlem s raketovým pohonem. Martin-Baker vyvinul podobný design s použitím více raketových jednotek napájejících jednu trysku. Větší tah z této konfigurace měl tu výhodu, že byl schopen katapultovat pilota do bezpečné výšky, i když bylo letadlo na zemi nebo velmi blízko země.

Aviation Structural Mechanic pracuje na vystřelovacím sedadle vyjmutém z kokpitu EA-6B Prowler na palubě USS John C. Stennis .

Na počátku šedesátých let začalo nasazení vystřelovacích sedadel poháněných raketou určených pro použití při nadzvukových rychlostech v takových rovinách, jako je Convair F-106 Delta Dart . Šest pilotů se katapultovalo rychlostí přesahující 700 uzlů (1300 km/h; 810 mph). Nejvyšší nadmořská výška, ve které bylo rozmístěno sedadlo Martin-Baker, byla 17 400 m (57 000 stop) (z bombardéru Canberra v roce 1958). Po nehodě 30. července 1966 při pokusu o spuštění dronu D-21 se dva členové posádky Lockheed M-21 katapultovali na 3,25 Machu ve výšce 24 000 m. Pilot byl úspěšně obnoven, ale důstojník řízení startu se po přistání na vodě utopil. Navzdory těmto záznamům dochází k většině ejekcí při poměrně nízkých rychlostech a nadmořských výškách, kdy pilot vidí, že před dopadem na zem není naděje na opětovné získání kontroly nad letadlem.

Pozdě ve vietnamské válce se americké letectvo a americké námořnictvo začaly obávat, že se jeho piloti vymrští nad nepřátelským územím a tito piloti budou buď zajati nebo zabiti, a ztráty na lidech a letadlech při pokusu o jejich záchranu. Obě služby zahájily program s názvem Vysunovací sedadla posádky letadla (Air Crew Escape/Rescue Capability) nebo Aerial Escape and Rescue Capability (AERCAB) (oba výrazy byly použity americkým vojenským a obranným průmyslem), kde po vysunutí pilota by s ním vystřelilo sedadlo na místo dostatečně daleko od místa, kde se katapultoval, kde by mohl být bezpečně sebrán. Koncem šedesátých let byla vydána žádost o návrhy koncepcí vystřelovacích sedadel AERCAB. Tři společnosti předložily papíry k dalšímu vývoji: Návrh křídla Rogallo od Bell Systems; návrh gyrokoptéry od společnosti Kaman Aircraft ; a minikonvenční letadlo s pevnými křídly využívající Princetonské křídlo (tj. křídlo vyrobené z pružného materiálu, které se vysouvá a poté ztuhne pomocí vnitřních vzpěr nebo podpěr atd. nasazení) od Fairchild Hiller . Všechny tři by po vyhození poháněl malý proudový motor vyvinutý pro cílové drony. S výjimkou konstrukce Kaman by po dosažení bezpečnostního bodu pro záchranu musel pilot stále padat na zem. Projekt AERCAB byl ukončen v 70. letech s koncem války ve Vietnamu. Konstrukce Kaman, na začátku roku 1972, byla jediná, která měla dosáhnout hardwarového stádia. Blížilo se testování se speciální podvozkovou plošinou připevněnou k vystřelovací sedačce AERCAB pro starty a přistání v prvním stupni se zkušebním pilotem.

Bezpečnost pilota

Lt. (jg) William Belden vysunul z A-4E Skyhawk , který se valil na přehlídkové molo po selhání brzdy na palubě USS Shangri-La dne 2. července 1970. Pilot byl získán vrtulníkem.
Pilot vysunutý z A-6 Intruder po neúspěšném přistání letadlové lodi

Účelem vystřelovacího sedadla je přežití pilota. Pilot obvykle zaznamenává zrychlení asi 12–14 g . Západní sedadla obvykle kladou na piloty lehčí zatížení; Sovětská technologie v šedesátých a sedmdesátých letech často dosahuje hmotnosti 20–22  g (s vystřelovacími sedadly typu SM-1 a KM-1). Kompresní zlomeniny obratlů jsou opakujícím se vedlejším účinkem vymrštění.

Již na počátku se teoretizovalo, že vystřelení nadzvukovou rychlostí nebude možné přežít; Byly provedeny rozsáhlé testy, včetně projektu Whoosh s testovacími subjekty šimpanzů , aby se zjistilo, že je to proveditelné.

Schopnosti JE Zvezda K-36 byly neúmyslně prokázány na letecké výstavě Fairford 24. července 1993, kdy se piloti dvou stíhaček MiG-29 katapultovali po srážce ve vzduchu.

Minimální výška vyhození pro sedadlo ACES II při převráceném letu je asi 140 stop (43 m) nad úrovní země při 150 KIAS, zatímco ruský protějšek-K-36DM má minimální výšku vyhození z obráceného letu 30 stop AGL . Když je letadlo vybaveno vystřelovací sedačkou NPP Zvezda K-36DM a pilot má ochranné vybavení КО-15, je schopen se katapultovat při rychlosti letu od 0 do 1400 kilometrů za hodinu (870 mph) a ve výškách 0 až 25 km (16 mi nebo asi 82 ​​000 stop). Vyhozovací sedačka K-36DM je vybavena tažnými skluzy a malým štítem, který stoupá mezi nohy pilota, aby odklonil vzduch kolem pilota.

Piloti se v několika případech úspěšně vymrštili z vody poté, co byli nuceni vykopat vodu. Existují zdokumentované důkazy, že piloti amerického a indického námořnictva provedli tento čin.

Ke dni 20. června 2011-kdy se dva piloti španělského letectva katapultovali nad letiště San Javier-počet životů zachráněných produkty společnosti Martin-Baker činil 7 402 od 93 leteckých sil. Společnost provozuje klub s názvem „Ejection Tie Club“ a dává pozůstalým jedinečnou kravatu a klopu. Celkový údaj pro všechny typy vystřelovacích sedadel není znám, ale může být podstatně vyšší.

Rané modely vystřelovací sedačky byly vybaveny pouze horní vyhazovací rukojetí, která se zdvojnásobila ve funkci tím, že nutila pilota zaujmout správné držení těla a tím, že ho nechal stáhnout obrazovku dolů, aby chránil jak obličej, tak kyslíkovou masku před následným výbuchem vzduchu. Martin Baker přidal sekundární držadlo v přední části sedadla, aby umožnilo vysunutí, i když piloti nebyli schopni dosáhnout nahoru kvůli vysoké síle g. Později (např. U MK9 Martina Bakera) byla horní rukojeť vyřazena, protože spodní rukojeť se ukázala snadněji ovladatelná a technologie přileb pokročila také k ochraně před vzdušným výbuchem.

Únikové systémy

Na straně kokpitu některých letadel bylo použito varování pomocí systému vystřelovacího sedadla určeného zejména pro posádky údržby a záchranné služby

„Standardní“ vyhazovací systém funguje ve dvou fázích. Nejprve se otevře, rozbije nebo odhodí celý baldachýn nebo poklop nad letcem a otvor a sedadlo a cestující se vypustí. U většiny dřívějších letadel to vyžadovalo dvě oddělené činnosti letce, zatímco pozdější návrhy únikových systémů, jako je Advanced Concept Ejection Seat model 2 (ACES II), vykonávají obě funkce jako jedinou akci.

Kapitán Christopher Stricklin vystřelil ze svého letadla F-16 s vystřelovací sedačkou ACES II dne 14. září 2003 v Mountain Home AFB , Idaho. Stricklin nebyl zraněn.

Vystřelovací sedadlo ACES II se používá ve většině amerických stíhaček. A-10 používá připojené palebné rukojeti, které aktivují oba systémy odhození vrchlíku, následované vystřelením sedadla. F-15 má stejný připojený systém jako sedadlo A-10. Oba držadla plní stejný úkol, takže stačí vytáhnout jeden z nich. F-16 má pouze jednu rukojeť umístěnou mezi koleny pilota, protože kokpit je příliš úzký na boční rukojeti.

Mezi nestandardní únikové systémy patří Downward Track (používá se u některých pozic posádky v bombardovacích letadlech, včetně B-52 Stratofortress ), Canopy Destruct (CD) a Penetration Through-Canopy (TCP), Drag Extraction, Encapsulated Seat a dokonce i Crew Capsule .

Dřívější modely F-104 Starfighter byly vybaveny vystřelovací sedačkou Downward Track kvůli nebezpečí T-ocasu . Aby to fungovalo, byl pilot vybaven „ostruhami“, které byly připevněny ke kabelům, které by táhly nohy dovnitř, aby mohl být pilot vysunut. V návaznosti na tento vývoj začaly některé další únikové systémy používat navíječe nohou jako způsob, jak zabránit poranění mávajících nohou a zajistit stabilnější těžiště . Některé modely F-104 byly vybaveny vzhůru vysouvacími sedadly.

Podobně dvě ze šesti vystřelovacích sedadel na letounu B-52 Stratofortress střílí dolů skrz poklopové otvory ve spodní části letadla; sestupné poklopy jsou uvolňovány z letadla tryskou, která odemyká poklop, zatímco gravitace a vítr odstraňují poklop a vyzbrojují sedadlo. Čtyři sedadla na přední horní palubě (dvě z nich, EWO a střelec směřující k zadní části letadla) vystřelují vzhůru jako obvykle. Jakýkoli takový systém sestřelování směrem dolů je k použití na zemi nebo v její blízkosti k ničemu, pokud je letadlo v době vyhození ve vodorovném letu.

Letadla určená pro použití na nízké úrovni někdy mají vystřelovací sedačky, které střílejí baldachýnem, protože čekání na vysunutí vrchlíku je příliš pomalé. Mnoho typů letadel (např. BAE Hawk a řada letadel Harrier ) používá systémy Canopy Destruct, které mají výbušnou šňůru (MDC - Miniature Detonation Cord nebo FLSC - Flexible Linear Shaped Charge) vloženou do akrylového plastu vrchlíku. MDC se spustí po zatažení za vysouvací rukojeť a několik milisekund před spuštěním sedadla rozbije baldachýn nad sedadlem. Tento systém byl vyvinut pro rodinu letadel VTOL Hawker Siddeley Harrier, protože při vznášení letadla může být nutné vysunutí a odhození vrchlíku může mít za následek, že do něj pilot a sedadlo udeří. Tento systém je také použit v T-6 Texan II a F-35 Lightning II .

Vystřelovací sedadlo ACES II běžně používané na tryskách amerického letectva

Penetrace Through-Canopy je podobná Canopy Destruct, ale ostrý hrot na horní části sedadla, známý jako „ skořápkový zub “, udeří do spodní části vrchlíku a rozbije jej. A-10 Thunderbolt II je vybaven jističi baldachýnu na obou stranách opěrky hlavy pro případ, že by se vrchlíku nepodařilo odhodit. T-6 je také vybaven takovými jističi, pokud MDC nevybuchne. V případě nouze na zemi může pozemní člen posádky nebo pilot rozbít průhlednost pomocí jistícího nože připevněného na vnitřní straně vrchlíku. Sedadla A-6 Intruder a EA-6B Prowler byla schopna katapultovat se baldachýnem, s možností odhození vrchlíku, pokud je dostatek času.

Systémy CD a TCP nelze použít s baldachýny vyrobenými z pružných materiálů, jako je polykarbonátová stříška Lexan použitá na letounu F-16.

Sovětská námořní stíhací letadla VTOL , jako byl Jakovlev Jak-38, byla vybavena vystřelovacími sedadly, která se automaticky aktivovala alespoň během určité části letové obálky.

Drag Extraction je nejlehčí a nejjednodušší dostupný únikový systém, který byl použit na mnoha experimentálních letadlech. Na půli cesty mezi jednoduchým „záchranou“ a použitím výbušných systémů používá Drag Extraction proudění vzduchu kolem letadla (nebo kosmické lodi) k přesunu letce z kokpitu a pryč od zasaženého plavidla na vodicí liště. Některé fungují jako standardní vyhazovací sedadlo tím, že odhodí vrchlík a poté nasune tažný žlab do proudu vzduchu. Ten skluz vytahuje cestujícího z letadla, a to buď se sedadlem, nebo po uvolnění popruhů sedadla, který pak vyjede z konce kolejnice, která se rozprostírá dostatečně daleko, aby pomohla vyčistit konstrukci. V případě raketoplánu by astronauti jeli dlouhou, zakřivenou kolejnicí, odfouknutou větrem proti jejich tělům, poté by po volném pádu do bezpečné nadmořské výšky nasadili své skluzy.

Člen posádky unikl z B-58 Hustler

Zapouzdřené únikové systémy Seat byly vyvinuty pro použití v nadzvukových bombardérech B-58 Hustler a B-70 Valkyrie . Tato sedadla byla uzavřena do vzduchem ovládaného véčka, které umožňovalo posádce uniknout rychlostí vzduchu a nadmořskou výškou dostatečně vysokou, aby jinak ublížilo na zdraví. Tato sedadla byla navržena tak, aby pilot mohl ovládat letadlo i se zavřenou véčkou a kapsle by v případě přistání vody plavala.

Některé konstrukce letadel, jako například General Dynamics F-111 , nemají jednotlivá vystřelovací sedadla, ale místo toho lze celou část draku letadla obsahující posádku vysunout jako jednu kapsli . V tomto systému se používají velmi silné rakety a několik velkých padáků se používá ke svržení kapsle podobným způsobem jako Launch Escape System kosmické lodi Apollo . Při přistání se k tlumení přistání používá systém airbagů, který také funguje jako flotační zařízení, pokud kapsle posádky přistane ve vodě.

Sedadlo pro vystřelení nulové nuly

Vystřelovací sedadlo K-36 DM používané na MiG-29 , Su-30

Vysunovací sedadlo s nulovou nulou je navrženo tak, aby bezpečně vytahovalo nahoru a přistávalo svého cestujícího z uzemněné nehybné polohy (tj. Nulové výšky a nulové rychlosti letu ), konkrétně z kokpitů letadel. Schopnost nula-nula byla vyvinuta tak, aby pomohla posádkám uniknout vzhůru z neodstranitelných mimořádných událostí při letu v malé výšce a/nebo nízké rychlosti, stejně jako při nehodách na zemi. Padáky vyžadují k otevření minimální výšku, aby poskytly čas na zpomalení na bezpečnou přistávací rychlost. Tedy před zavedením schopnosti nula-nula mohly být výhozy prováděny pouze nad minimální výškou a rychlostí vzduchu. Pokud by sedadlo fungovalo z nulové (letadlové) nadmořské výšky, muselo by se sedadlo zvednout do dostatečné výšky.

Tato raná sedadla byla z letadla vypalována dělem, které zajišťovalo potřebný vysoký impuls po velmi krátké délce na hlavně děla uvnitř sedadla. To omezilo celkovou energii, a tím i možnou dodatečnou výšku, protože jinak by potřebné vysoké síly pilota rozdrtily.

Technologie nulové nuly využívá malé rakety k pohybu sedadla vzhůru do adekvátní nadmořské výšky a malou výbušnou nálož k rychlému otevření padáku pro úspěšný sestup padákem, takže správné nasazení padáku již nespoléhá na rychlost a výšku. Sedadlové dělo uvolní sedadlo z letadla, poté vystřelí raketový balíček pod sedadlem a zvedne sedadlo do nadmořské výšky. Jak rakety střílejí déle než dělo, nevyžadují stejně vysoké síly. Sedadla rakety s nulovou nulou také snížily síly na pilota během jakéhokoli vysunutí, což snížilo zranění a stlačení páteře.

Ostatní vozidla

Kamov Ka-50 , která vstoupila v omezené služby s ruskými silami v roce 1995, byl první sériově vyráběný vrtulník s vystřelovací sedadlo. Systém je podobný systému konvenčních letadel s pevnými křídly, avšak hlavní rotory jsou vybaveny výbušnými šrouby, které lopatky odhodí těsně před vystřelením sedadla.

Jediným komerčním jetlinerem, který byl kdy vybaven vystřelovacími sedadly, byl sovětský Tupolev Tu-144 . Sedadla však byla přítomna pouze v prototypu a byla k dispozici pouze pro posádku, nikoli pro cestující. Tu-144, který havaroval na Paris Air Show v roce 1973 byla výroba modelu, a neměl vystřelovací sedačky.

Lunar přistání vozidla výzkumu , (LLRV) a jeho nástupce Lunar Landing Training Vehicle (LLTV), který se používá vystřelovací sedačky. Neil Armstrong katapultoval 6. května 1968; po Joe Algranti a Stuart M. Present.

Jediné vesmírné plavidlo, které kdy letělo s instalovanými vystřelovacími sedadly, byly Vostok , Gemini a Space Shuttle .

Počáteční lety raketoplánu, který používal Columbii , byly s dvoučlennou posádkou, obě vybavené sedadly vyhazovače ( STS-1STS-4 ), ale sedadla byla deaktivována a poté odstraněna, jak se zvětšovala velikost posádky. Columbia a Enterprise byly jediné dva raketoplány Space Shuttle vybavené vystřelovacími sedadly. Tyto Buran třídy orbiters bylo plánováno, musí být vybaven K-36RB (K-36M-11F35) sedadly, ale protože program byl zrušen, sedadla nebyly nikdy použity.

Žádné skutečné pozemní vozidlo nikdy nebylo vybaveno vystřelovacím sedadlem, ačkoli je to běžný trope v beletrii. Pozoruhodným příkladem je Aston Martin DB5 z filmů Jamese Bonda , který měl vysunovací sedadlo spolujezdce.

Viz také

Reference

Poznámky

Citace

Bibliografie

externí odkazy

Externí obrázek
Výkres vystřelovací sedačky Martin Baker Mk 1
ikona obrázku Kresba vystřelovací sedačky Martin Baker Mk 1 od Flight Global