ACES 5. De ce este capabil noul scaun cu ejectie din SUA și ce concluzii ar trebui să tragă Rusia?
Când a venit vorba de „ultima speranță” a piloților, scaunele cu ejectie rusești K-36 și modificările lor au fost mult timp considerate cele mai bune și un fel de standard de siguranță și calitate. Multe dintre soluțiile implementate în aceste scaune au fost în cele din urmă copiate de țările occidentale.
O astfel de „glorie” sistemelor rusești a fost oferită, printre altele, datorită unei demonstrații vizuale a eficacității lor la două spectacole aeriene din Le Bourget - în 1989 și 1999. Ambele ejecții au venit din poziții departe de a fi optime.
Cu toate acestea, tehnologia se dezvoltă, iar Statele Unite au decis să implementeze unele soluții care, teoretic, pot oferi o creștere semnificativă a siguranței utilizării scaunelor ejectabile - produsul final a fost desemnat ACES 5.
Să aruncăm o privire mai atentă la ceea ce a fost implementat în acest scaun.
Adaptarea scaunului la o gamă largă de date antropometrice ale piloților
În era avioanelor cu viteze mari, problema părăsirii aeronavei a devenit mai dificilă - în special, au crescut riscurile de coliziune cu elementele corpului la părăsirea aeronavei.
În acest sens, scaunul ejectabil trebuie să ofere o ieșire rapidă dintr-o zonă potențial periculoasă.
Dar o astfel de soluție este asociată cu supraîncărcări mari la care pilotul este expus, în timp ce o persoană mai ușoară este expusă la efecte mai periculoase la nivelul coloanei cervicale.
De asemenea, diferența de greutate a schimbat semnificativ centrul de greutate al întregului sistem (scaun + pilot), ceea ce nu a permis utilizarea distribuției optime a sarcinii în timpul ejectării.
Din acest motiv, restricții au fost adoptate în Statele Unite pentru o lungă perioadă de timp: piloții care cântăreau mai puțin de 60 kg nu erau permisi, iar cei care cântăreau 60-75 erau expuși riscului crescut în cazul unei ejecții.
De ce s-a agravat această problemă în ultimii ani?
Cauza 1 - noi căști HMD promițătoare cu informații vizuale afișate pe viziera pilotului. Electronica face designul mai greu, ca urmare a faptului că mostrele existente cântăresc în regiunea de 2,3-2,5 kg. Și, bineînțeles, la salvare, toată această bucurie, acționând asupra gâtului, contribuie la creșterea rănilor. Aceasta înseamnă că sistemul de ejecție ar trebui să fie cât mai „adaptat” la o anumită greutate, pentru a nu expune gâtul la influențe inutil de puternice.
Cauza 2 - o tendință de creștere a numărului de femei în forțele aeriene americane. Diferența de antropometrie dintre M și F oferă cea mai semnificativă variație a greutății.
Ce este fundamental nou în acest sistem?
Separat, aș dori să mă concentrez asupra unui singur moment, la prima vedere, discret.
ACES 5, echilibrat ținând cont de masa pilotului, permite ca întregul proces să se desfășoare într-un mod fundamental diferit: în loc să arunce pilotul vertical în sus cu o „lovitură puternică”, sistemul accelerează ușor scaunul „înainte și în sus”, astfel pilotul „decolează lin” mai degrabă decât „trage”, ca în majoritatea sistemelor moderne de ejecție.
Cât de bine decurge procesul poate fi văzut în videoclipul de testare:
Acest detaliu poate să nu fie evident, dar este esențial pentru a preveni rănirea. Corpul nostru tolerează fiziologic supraîncărcările direcționate „de la stomac spre spate” mult mai bine decât „de sus în jos de la cap la picioare”.
În plus, oferind accelerație în plan orizontal, scaunul are mai mult timp să „aruncă” aeronava ejectată peste coadă, ceea ce înseamnă că acest lucru se poate face mai ușor, cu mai puțină suprasarcină verticală (cea mai periculoasă pentru noi).
Și tocmai reducerea accidentărilor este scopul principal al dezvoltărilor moderne în acest domeniu - este important nu numai să salvăm pilotul, ci și să îl mențineți sănătos, în mod ideal lăsându-l în rânduri.
Sistem de protecție a capului și gâtului
Un alt efect neplăcut în timpul ejectării este impactul capului pilotului asupra scaunului în momentul în care scaunul tocmai iese și intră în fluxul de aer.
Acest efect este prezentat mai jos în timp:
În acest caz, sunt posibile și diverse deplasări ale capului într-o parte. Pentru a rezolva această problemă, a fost dezvoltat un sistem corespunzător.
În momentul ejecției, o platformă specială din spatele capului înclină „ușor, dar puternic” capul înainte, sprijinindu-și bărbia pe piept. Aerul ram împinge apoi capul înapoi spre tetiera, dar sistemul nu permite lovirea capului. În același timp, reținerile laterale împiedică întoarcerea capului.
Acest sistem arată astfel:
Sisteme similare au fost deja aplicate (deși într-o formă ușor diferită) pe fotoliile franceze.
Și iată ce se poate întâmpla fără acest sistem (din păcate, nu am putut găsi o fotografie de mai bună calitate):
Protecție pentru mâini și picioare
Membrele sunt expuse unui risc deosebit: pot fi „îndoite” departe de corp de fluxul care se apropie și apoi deteriorate (momentul este foarte traumatizant).
Prin urmare, picioarele sunt protejate standard și nu există know-how în acest sens - bucle obișnuite de fixare. De asemenea, opțional, protecție duplicată în zona articulațiilor genunchiului.
Pentru a proteja mâinile, a fost dezvoltată o rețea specială care limitează amplitudinea mișcării lor înapoi.
Teoretic, acestea sunt mai fiabile decât clasicele „cotiere”, mai ales când vine vorba de ejectarea celui de-al doilea membru al echipajului care „nu a tras” - mâinile sale în momentul ejectării pot fi în orice poziție și nu este un fapt pe care limitatoarele din zona cotului se vor putea "repara".
Mai jos este o demonstrație a modului în care plasele limitează aria de mișcare a brațelor:
Constatări
În mai multe aspecte (cum ar fi protecția membrelor), nu s-a întâmplat nimic fundamental nou: dezvoltările deja existente au fost undeva complet și complet copiate și undeva finalizate în mod competent. Sistemul francez de protecție a capului și gâtului a fost, de asemenea, îmbunătățit.
În același timp, un nou sistem cu o „ejectare” mai blândă deschide perspective mari pentru utilizarea diferitelor protocoale de ejecție, fiecare dintre acestea fiind cel mai sigur în condiții specifice (ținând cont de parametrii de zbor).
Americanii nu au uitat de o serie de aspecte „sistemice”, atinse parțial de mine în articolele anterioare (Cât timp va fi proastă Rusia să-și piardă avioanele и Cum funcționează aviația militară).
În special, despre costul întreținerii: conform informațiilor anunțate, în acest sens noul scaun are și avantaje față de modelele anterioare.
Barele indică perioadele „fără întreținere” pentru diferitele componente ale scaunului.
Problema modernizării și înlocuirii scaunelor vechi cu altele noi, de asemenea, nu a trecut neobservată: a fost dezvoltat un kit pentru a transforma modelul anterior în cel actual, care ar trebui să accelereze și să reducă costurile de modernizare a sistemelor noi.
Reducerea riscului preconizat și perspective pentru dezvoltarea sistemelor de urgență în viitor
Diagramele arată clar riscurile pentru piloții mai ușori de pe modelele de scaune anterioare, acestea fiind absente pe cel nou.
De asemenea, conform rezultatelor simulărilor și testelor, siguranța la viteze de până la 1000 km/h a crescut.
Mai jos este un grafic care arată ratele de ejectare la viteze diferite, defalcate în funcție de rănire (verde = fără rănire, galben = rănire ușoară, portocaliu = rănire gravă, roșu = evenimente fatale):
Aceste diagrame arată că ejectarea are loc cel mai adesea la viteze de 300-500 km/h, în timp ce niciuna dintre soluțiile existente nu poate asigura siguranța părăsirii aeronavei la viteze de peste 1000 km/h.
Dacă apare o astfel de nevoie în viitor, atunci, cel mai probabil, pentru aceste sarcini vor fi dezvoltate soluții fundamental diferite - capsule de ejecție.
Această abordare a fost implementată pe aeronava F-111:
Utilizarea capsulelor poate ridica siguranța piloților la un nivel fundamental diferit, deoarece în ei piloții sunt protejați de efectele tuturor factorilor externi (temperatură, presiune, conținut scăzut de oxigen, flux de aer care se apropie).
Capsula elimină erorile echipajului la aterizare pe apă: într-un scaun clasic, pilotul trebuie să efectueze o serie de manipulări complexe înainte de a stropi - astfel de cerințe nu sunt pe deplin adecvate pentru a fi impuse unei persoane care tocmai a ejectat.
Este posibil să instalați flotoare gonflabile, care vor servi ca suplimentar. amortizare atunci când capsula aterizează pe sol. Mai jos sunt fotografii cu poduri de evacuare F-111 cu flotoare:
În plus, este posibil să se implementeze sisteme de aterizare de urgență similare cu scaunele pentru elicopter în scaun: atunci când există elemente de absorbție a șocurilor care protejează piloții de elicopter în timpul unei aterizări dure.
În același timp, o astfel de soluție este mult mai dificilă din punct de vedere tehnic.
Dar poate fi justificat în cazul aeronavelor mari, precum Tu-22M și Tu-160, mai ales având în vedere capacitățile de viteză ale acestor mașini, deoarece este puțin probabil să scape cu viteză mare fără o capsulă. Acest lucru este valabil și în cazul marinelor aviaţiecând stropirea are loc în apă rece.
În legătură cu astfel de aeronave, factorul ordinii de evadare este, de asemenea, important: ele nu pot fi ejectate în același timp - este necesar să se implementeze algoritmi de reproducere în aer (tragerea în unghiuri diferite în direcții diferite).
În cazul capsulei, toată lumea părăsește avionul în același timp la un moment dat.
Ca soluție alternativă de protecție împotriva fluxului care se apropie, au fost utilizate scuturi speciale, cu toate acestea, eficiența reală a unui astfel de sistem la viteze de peste 1000 km/h nu este capabilă să ofere un nivel acceptabil de siguranță.
Fotografii luate din surse deschise de pe site-uri:
www.iopscience.iop.org
www.collinsaerospace.com
www.en.wikipedia.org
informații