Quando è sorta la domanda sull'"ultima speranza" dei piloti, i sedili eiettabili russi K-36 e le loro modifiche sono stati a lungo considerati i migliori e una sorta di standard di sicurezza e qualità. Molte delle soluzioni implementate in queste sedie sono state copiate nel tempo dai paesi occidentali.
Tale "gloria" ai sistemi russi è stata assicurata, tra l'altro, grazie a una chiara dimostrazione della loro efficacia in due manifestazioni aeree a Le Bourget - nel 1989 e nel 1999. Entrambi i salvataggi provenivano da posizioni tutt'altro che ottimali.
Tuttavia, le tecnologie si stanno sviluppando e gli Stati Uniti hanno deciso di implementare alcune soluzioni che, in teoria, potrebbero fornire un aumento significativo della sicurezza dell'uso dei sedili eiettabili: il prodotto finale ha ricevuto la designazione ACES 5.
Diamo un'occhiata più da vicino a ciò che è stato implementato in questa sedia.
Adattamento del sedile a un'ampia gamma di dati antropometrici dei piloti
Nell'era del jet delle alte velocità, il problema dell'abbandono dell'aeromobile è diventato più complesso, in particolare sono aumentati i rischi di collisione con gli elementi della cellula quando si lascia l'aeromobile.
A questo proposito, il seggiolino eiettabile deve fornire una rapida uscita da una zona potenzialmente pericolosa.
Ma una tale decisione è associata a grandi sovraccarichi a cui è esposto il pilota, mentre una persona più leggera è esposta a effetti più pericolosi nella colonna cervicale.
Inoltre, la differenza di peso ha modificato in modo significativo il baricentro dell'intero sistema (sedile + pilota), che non ha consentito l'uso di una distribuzione ottimale del carico durante l'espulsione.
Per questo motivo, negli Stati Uniti sono state adottate per lungo tempo delle restrizioni: i piloti di peso inferiore a 60 kg non erano ammessi e quelli che pesavano 60-75 erano a maggior rischio in caso di salvataggio.
Perché questo problema è peggiorato di recente?
Motivo 1 - nuovi promettenti caschi HMD con visualizzazione delle informazioni visive sulla visiera del pilota. L'elettronica rende la struttura più pesante, per cui i campioni esistenti pesano nella regione di 2, 3-2, 5 kg. E naturalmente, quando viene espulsa, tutta questa gioia, agendo sul collo, contribuisce ad aumentare gli infortuni. Ciò significa che il sistema di espulsione dovrebbe essere il più possibile "adattato" per un peso specifico, in modo da non esporre il collo a influenze inutilmente forti.
Motivo 2 - la tendenza all'aumento del numero di donne nell'aeronautica statunitense. La differenza di antropometria tra M e F dà la variazione di peso più significativa.
Cosa c'è di fondamentalmente nuovo in questo sistema?
Separatamente, vorrei concentrarmi su un momento, a prima vista, poco appariscente.
ACES 5, bilanciato tenendo conto del peso del pilota, consente di eseguire l'intero processo in un modo fondamentalmente diverso: invece di lanciare il pilota verticalmente con un potente "calcio", il sistema accelera dolcemente il sedile "avanti e su", quindi il pilota "decolla senza intoppi" piuttosto che "sparato", come nella maggior parte dei moderni sistemi di espulsione.
Quanto è fluido il processo può essere visto nel video dei test:
Questo dettaglio potrebbe non essere evidente, ma è essenziale per prevenire lesioni. Fisiologicamente, il nostro corpo tollera sovraccarichi diretti "dall'addome alla schiena" piuttosto che "dall'alto verso il basso dalla testa alle gambe".
Inoltre, fornendo accelerazione sul piano orizzontale, il sedile ha più tempo per "lanciare" l'aereo espulso sopra la coda dell'aereo, il che significa che questo può essere fatto in modo più fluido, con meno verticale (il più pericoloso per noi) sovraccarico.
Ed è proprio la riduzione degli infortuni l'obiettivo principale dei moderni sviluppi in questo settore: è importante non solo salvare il pilota, ma anche mantenerlo in salute, lasciandolo idealmente nei ranghi.
Sistema di protezione della testa e del collo
Un altro effetto spiacevole durante l'espulsione è il colpo della testa del pilota contro il sedile nel momento in cui il sedile esce ed entra nel flusso d'aria.
Questo effetto è dimostrato di seguito nel contesto del tempo:
In questo caso sono possibili anche diversi spostamenti della testa da un lato. Per risolvere questo problema, è stato sviluppato un sistema corrispondente.
Al momento dell'espulsione, una speciale piattaforma dietro la testa inclina "in modo ordinato ma forte" la testa in avanti, appoggiando il mento sul petto. L'aria in arrivo spinge quindi la testa indietro verso il poggiatesta, ma il sistema impedisce che la testa colpisca. Allo stesso tempo, i vincoli laterali impediscono alla testa di girare.
Questo sistema si presenta così:
Sistemi simili sono già stati utilizzati (anche se in forma leggermente diversa) sulle poltrone francesi.
Ma cosa può succedere senza questo sistema (purtroppo non siamo riusciti a trovare una foto di qualità migliore):
Protezione di mani e piedi
Gli arti sono esposti a un pericolo separato: il flusso in arrivo può "piegarli" lontano dal corpo e quindi danneggiarli (il momento è molto traumatico).
Pertanto, le gambe sono protette di serie e non si osserva alcun know-how al riguardo: i soliti anelli di fissaggio. Protezione anche facoltativamente duplicata nell'area delle articolazioni del ginocchio.
Per proteggere le mani è stata sviluppata una rete speciale che limita l'ampiezza del loro movimento all'indietro.
In teoria, sono più affidabili dei classici "braccioli", soprattutto quando si tratta di espellere il secondo membro dell'equipaggio, che "aggiusta".
Quanto segue mostra come le reti limitano il raggio di movimento della mano:
conclusioni
In una serie di aspetti (come la protezione degli arti), non è successo nulla di fondamentalmente nuovo: gli sviluppi esistenti erano da qualche parte interamente e completamente copiati, e da qualche parte erano stati finalizzati con competenza. Anche il sistema di protezione della testa e del collo francese è stato migliorato.
Allo stesso tempo, il nuovo sistema con una "espulsione" più delicata apre grandi prospettive per l'uso di diversi protocolli di espulsione, ognuno dei quali sarà il più sicuro in condizioni specifiche (tenendo conto dei parametri di volo).
Gli americani non hanno dimenticato una serie di aspetti "sistemici", da me parzialmente toccati in precedenti articoli (Quanto sarà stupida la Russia a perdere i suoi aerei e Come funziona l'aviazione militare).
In particolare, sui costi di manutenzione: secondo le informazioni annunciate, sotto questo aspetto, la nuova sedia presenta vantaggi anche rispetto ai modelli precedenti.
Le barre indicano i periodi di "non manutenzione" per i vari componenti della sedia.
Anche il problema dell'ammodernamento e della sostituzione delle vecchie sedie con nuove non è passato inosservato: è stato sviluppato un set per trasformare il modello precedente in uno effettivo, che dovrebbe accelerare e ridurre i costi di riequipaggiamento a nuovi sistemi.
Prevista riduzione dei rischi e prospettive per lo sviluppo di sistemi di emergenza in futuro
I diagrammi mostrano chiaramente i rischi per i piloti più leggeri sui precedenti modelli di sedili, sono assenti sul nuovo.
Inoltre, sulla base dei risultati di simulazioni e test, la sicurezza è aumentata a velocità fino a 1000 km/h.
Di seguito è riportato un grafico che mostra la frequenza dei salvataggi a diverse velocità, classificati per infortunio (verde = nessun infortunio, giallo = lieve infortunio, arancione = grave infortunio, rosso = evento fatale):
Questi diagrammi mostrano che il più delle volte l'espulsione avviene a velocità di 300-500 km / h, allo stesso tempo, nessuna delle soluzioni esistenti può garantire la sicurezza di lasciare l'aeromobile a velocità superiori a 1000 km / h.
Se in futuro si presenterà una tale necessità, molto probabilmente verranno sviluppate soluzioni fondamentalmente diverse per questi compiti: capsule di espulsione.
Questo approccio è stato implementato sul velivolo F-111:
L'uso di capsule può aumentare la sicurezza dei piloti a un livello fondamentalmente diverso, poiché in esse i piloti sono protetti da tutti i fattori esterni (temperatura, pressione, basso contenuto di ossigeno, flusso d'aria in ingresso).
La capsula elimina gli errori dell'equipaggio durante l'atterraggio sull'acqua: in un sedile classico, il pilota deve eseguire una serie di complesse manipolazioni prima dell'ammaraggio - tali requisiti non sono del tutto adeguati per una persona che si è appena espulsa.
È possibile l'installazione di galleggianti gonfiabili, che serviranno come aggiuntivi. ammortamento quando la capsula atterra a terra. Di seguito sono riportate le foto delle capsule di salvataggio F-111 con galleggianti:
Inoltre, è possibile implementare sistemi di atterraggio di emergenza nel sedile, simili ai sedili degli elicotteri: quando sono presenti elementi ammortizzanti che proteggono i piloti di elicotteri durante un atterraggio duro.
Allo stesso tempo, una tale soluzione è tecnicamente molto più complicata.
Ma può essere giustificato nei casi di aeromobili di grandi dimensioni, come il Tu-22 M e il Tu-160, soprattutto considerando le capacità ad alta velocità di queste macchine, perché è improbabile che scappi ad alta velocità senza una capsula. Questo vale anche nel caso dell'aviazione navale, quando l'ammaraggio avviene in acqua fredda.
In relazione a tali velivoli, anche il fattore dell'ordine di partenza è importante: non possono essere catapultati contemporaneamente - è necessario implementare algoritmi di dispersione nell'aria (sparare ad angoli diversi in direzioni diverse).
Nel caso della capsula, tutti lasciano l'aereo contemporaneamente.
Come soluzione alternativa per proteggersi dal flusso in arrivo, sono stati utilizzati speciali flap, tuttavia, la reale efficacia di un tale sistema a velocità superiori ai 1000 km/h non è in grado di fornire un livello di sicurezza accettabile.
Le foto sono prese da fonti aperte da siti:
www.iopscience.iop.org
www.collinsaerospace.com
www.ru.wikipedia.org
