Horká křesla

Autor : Bronco 🕔22.03.2004 📕14.190

Hned na úvod musím zklamat všechny stomatology. Tady informace o svých seslích, ve kterých vaši pacienti zažijí nejednu horkou chvilku, nenajdete. Z tohoto článku na vás nedýchne mentolový dech uvědomělého pacienta, ale vůně leteckého petroleje. Nenavodí vzpomínky na řev ošetřovaných, ale na broukání proudových motorů pracujících v režimu přídavného spalování. Bude totiž řeč o vystřelovacích sedadlech, prostředku pro nouzové opuštění letounu posádkou.

V jednom songu se zpívá, že statistika nuda je, má však cenné údaje. Posuďte sami. V americkém letectvu během roku 1942 došlo při opouštění letounu ke zranění pilota v 45,5 % případů, v 12,5 % pilot nepřežil. Se stále rostoucí rychlostí nových letounů rostlo i nebezpečí zranění. Nutnost něco s tím udělat je z těchto faktů evidentní. První vystřelovací sedadla se v letounech začala objevovat ke konci Druhé světové války. V širším rozsahu je používali pouze Němci. Od roku 1944 jimi byly vybavovány letouny Dornier Do 335 Pfeil, Heinkel He 219 Uhu a He 162 Salamander. Jednalo se o poměrně jednoduchá zařízení, která měla osádce zajistit bezpečné opuštění letounu tak, aby nebyla ohrožena střetem se zadní částí trupu a ocasními plochami. Z kokpitu byla vymršťována stlačeným vzduchem nebo pyrotechnickou náloží (pyropatronou).

K první úspěšné katapultáži v bojových podmínkách došlo 11. dubna 1944, kdy se z nočního stíhače He 219 vystřelili piloti Herter a Perbix. Vysloužili si za to nikoliv telátko (zas ty songy), ale 1000 říšských marek od Ernesta Heinkela.

Do května 1945 vystřelovací sedadla zachránila asi 60 pilotů.

U proudových strojů zaváděných do výzbroje v poválečných letech se vystřelovací sedadlo stalo standardem. Konstrukce sedadel se postupně zdokonalovala. Zlepšoval se systém upoutání pilota, přibyly opěrky pro hlavu a nohy. Dlouhou dobu si sedadlo vyvíjel samotný výrobce letounu. Co firma, to sedadlo, co nový typ letounu, to nový typ sedadla. Přehled nejpoužívanějších ,západních, vystřelovacích sedadel  i s typem letounu na kterém se používala najdete v mém článku Přehled vystřelovacích sedadel.

Mezi nejvýznamnější světové výrobce vystřelovacích sedadel patří anglická firma Martin-Baker.  Její konstruktéři začali pracovat na jejich vývoji již v roce 1944. První zkušební katapultáž sedadla Martin-Baker byla uskutečněna v červenci 1946 při rychlosti 515 km/h. Dnes jsou bratříčci tohoto sedadla například v kokpitech letounů F/A-18 E/F Superhornet. Firma Martin-Baker je na své výrobky právem hrdá. Ve svých propagačních materiálech uvádí neustále rostoucí počet zachráněných pilotů jejich sedadly. Tyto piloty dokonce sdružuje do klubů.

Největším odběratelem sedadel Martin-Baker je americké námořnictvo (US Navy). To od roku roku 1985 používá jejich sedadlo typu Mk 14 NACES (Navy Aircrew Common Ejection Seat). Jsou v letounech F-14D, F/A-18C/D/E/F, T-45A, celkově přes 1100 sedadel. Vykazují jedinečnou spolehlivost, při všech 26 katapultážích (údaj z roku 2000) byla 100% úspěšná. Mk čtrnáctky jsou postupně modernizovány. Jako první na světě byly vybaveny mikroprocesorem zlepšujícím řízení a kontrolu průběhu katapultáže.

Nejmladším  přírůstkem u Martin-Bakera je sedadlo Mk 16. Jeho vývoj začal v roce 1988 a důvodem byly letouny Eurofighter Typhoon a Rafale. Dnes oba mají, co chtěli. Toto sedadlo budou mít i F-35. Řídící procesor druhé generace spolu s dalšími systémy zajišťují hladší a bezpečnější katapultáž. K vystřelení padáku dochází v 1,68 sekendě po zahájení katapultáže. Typ Mk 16L je odlehčená verze (bez procesoru), používají ho letouny zařazené do spojeného primárního leteckého výcvikového systému US Navy a USAF (JPATS - Joint Primary Aircraft Training System).

Na jednom starším, ale v historii letectví významném sedadle si načrtneme, jak se takové vystřelovací sedadlo používá, jaké jsou jeho funkce a co se děje při samotné katapultáži.

Vystřelovací sedadlo Martin-Baker Mk H7 používaly a používají letouny F-4 Phantom II.

Nejprve si ho stručně popíšeme: Ramenní popruhy poutající letce k sedadlu jsou opatřeny systémem upevnění, které lze přirovnat k samonavíjecím bezpečnostním pásům v osobních automobilech. Možností vytažení dovolují letci celkem volný pohyb na sedadle. Při prudkém vytažení pásů je automatický zámek zablokuje. Zámek může být zablokován i manuálně. Při katapultáži se ramenní popruhy automaticky přitáhnou působením tlaku plynu v systému.

Ovládací rukojeť provozního systému ramenního přitažení je umístněna na levém boku sedáku. Je-li v přední poloze, pásy jsou zablokovány. S rukojetí v zadní poloze je automatické blokování vyřazeno a pásy se nezablokují ani při rychlém vytažení. Sedadlo je vybaveno i systémem popruhů, které po zahájení katapultáže fixují letcovy nohy u přední strany sedadla. Zabraňují tím rozhození nohou a jejich zranění při opouštění kokpitu. Omezovače rozhození nohou se skládají ze dvou řemínků pro každou nohu. Řemínky se zapínají kolem holeně (těsně nad botou) a kolem stehna (těsně nad kolenem). Další pásek je oba spojuje se sedačkou a s podlahou kokpitu.

Na pravé straně sedačky je výrazně žluto-černě označená rukojeť nouzového uvolnění upínacích pásů. Je opatřena zajišťovací pákou, která se po stisknutí rukojeti zasune do jejího těla. Potom ji lze tahem vzhůru ,použít,. Dojde k uvolnění všech popruhů a omezovačů a letec je s padákem a nouzovým kontejnerem oddělen od zbytku sedadla.

Na levé straně sedáku je i zelenou kuličkou ukončená rukojeť nouzové dávky kyslíku. V nouzové láhvi v sedadle je kyslíku na 10 minut. Kyslík je při katapultáži spuštěn automaticky. Může být spuštěn i manuálně povytažením zmíněné kuličky. 

Sedačka obsahuje, samozřejmě kromě padáku letce, i kontejner s nouzovým vybavením. Kontejner je z plastu a je v něm malá brašna s potravinami, vysílačka kombinovaná s majákem, nafukovací člun. Kontejner je připojen k popruhům letce, který může volit jeho automatické nebo manuální oddělení. Volba se provádí přepínačem na boku kontejneru. S přepínačem v horní poloze se kontejner spustí a zůstane viset na popruhu pod letcem krátce po oddělení sedadla (asi po 4 sekundách). S přepínačem v dolní, manuální poloze zůstává připnut nakrátko k popruhům letce. I v tomto případě lze kontejner následně ručně spustit na delší popruh. V okamžiku napnutí popruhu (vahou uvolněného kontejneru) dojde k nafouknutí záchranného člunu. Vysílač/maják (PLB) s označením AN/URT-33B začíná vysílat automaticky po oddělení letce od sedadla a vydrží kolem 15 hodin nepřetržitého provozu. Lze samozřejmě vypnout.

Vystřelovací madla jsou u Mk H7 dvě. Horní primární a dolní záložní. Horní madlo je umístněné nad opěrkou hlavy. Je zdvojené (pro každou ruku jedno), výrazně žluto-černě označené. Dolní madlo se nachází na spodní straně sedáku, mezi nohama letce. Je rovněž žlutočerné.


Sedadlo Martin-Baker Mk H7 v letounu F-4F. Povšimněte si žluto-černě pruhovaného, ucha, horního katapultážního madla.

Úkony pilota před katapultáží

· První věcí je seřízení výšky sedu při nástupu do letounu před letem tak, aby mohl při použití horního madla bez problémů přes helmu přetáhnou ochranný plátěný pás navazující na madlo.

· Pokud to okolnosti umožňují, rozhodnutí o katapultáži provede pilot. Je-li to možné, upozorní druhého člena posádky, aby se připravil na katapultáž. Hlavní upozornění na katapultáž se provádí přes interkom. Zálohováno je rozsvícením světelného tabla ,Katapultuj se,. Další zálohou jsou rychlé pohyby kniplem ze strany na stranu tak, aby upoutaly pozornost druhého člena posádky. Potom pilot zvedá pravou pěst nad levé rameno. V noci nad levým ramenem několikrát zamává nahoru a dolů baterkou.

· Dotáhne si břišní popruhy. Zkontroluje, zda jsou bajonetové spoje dýchače úplně zasunuty. Dotáhne řemínek helmy, sklopí a zajistí si vizor (ochranné sklo). Oznámí situaci řízení letového provozu.

· Zaujme vhodnou polohu na sedadle. Vyrovná záda a zvedne hlavu, aby nebyla předkloněna.

· Dá povel k individuální katapultáži ( k vystřelení pouze druhého člena posádky), nebo sám zahájí sekvenci katapultáže celé posádky.

Druhý člen posádky může pilota katapultovat pouze v nouzových nebo bojových situacích a pouze v případě, že mu to pilot nařídí, nebo když je pilot v bezvědomí. Žádný z těchto postupů ovšem nezakazuje žádnému členu posádky provést katapultáž kdykoliv, kdy podle jeho názoru nastala situace, která se jiným způsobem nedá řešit.

Pořadí katapultáže u Mk H7 ještě libovolné, tak jak je tomu u modernějších sedadel, nebylo. První musel ,jít ven, letec v zadním kokpitu z důvodu nebezpečí ožehnutí zbývajícího letce plamenem raketového motoru. Časová prodleva mezi vystřelením zadního a předního sedadla je v tomto případě 0,75 sekundy.  (U sedadel Mk GRU 7A, jimiž byly vybaveny letouny F-14A, byla katapultáž předního sedadla zdržena o 0,4 sekundy.)

Katapultáž se zahájí zatažením za jedno z obou madel. Horní madlo se uchopí oběma rukama (dlaněmi dolů, lokty roztaženy maximálně na šíři ramen) a uvolňuje se tahem směřujícím dopředu a dolů. Při tomto pohybu je třeba vyvinout sílu asi 27 kg. Po povytažení madla zhruba o 25 cm se zahajuje proces katapultáže odpálením překrytu kabiny. Povytažením o dalších 8 cm dochází k zapálení pyropatrony. (Letec táhne a nepřestává, dokud mu helmu nezakryje ochranný kryt. Celý úkon by měl být jedním plynulým pohybem.)

Dolní vystřelovací madlo se použije v případech, když letec nemůže z důvodu přetížení (kladnému) nebo poruše použít primární horní madlo. Tahem obou rukou (madlo sevře vždy minimálně palcem a dvěma dalšími prsty) směřujícím nahoru silou 20,5 kg dojde po 2,5 cm k odpálení překrytu kabiny. Po dalších 13 centimetrech pohybu nahoru je zapálena pyropatrona.


Opět sedadlo Martin-Baker Mk H7 z Phantoma. Na jeho pravém boku vidíme rukojeť nouzového uvolnění upínacích pásů, uprostřed dolní katapultážní madlo.

Průběh vlastní katapultáže

1. Je odhozen překryt, odpálena pyropatrona, sedadlo se začíná pohybovat ve vodících kolejnicích vzhůru.

2. Nohy pilota jsou přitaženy těsně k sedadlu, kyslíkový systém je přepnut na nouzovou dávku v sedadle, zapíná se nouzový signál IFF, je zažehnut raketový motor.

3. Výtažný padáček vytahuje stabilizační padák, který stabilizuje a brzdí let sedadla

4. Letec padá v sedačce stabilizované zmíněným padákem do výšky kolem 11 500 stop (3800 metrů), kde barometrický mechanismus dá povel k uvolnění popruhů sedačky a omezovače rozhození nohou. Stabilizační padák vytahuje vlastní záchranný padák. (Důvod pro klesání na sedadle je ten, že ve větších výškách by letec při pomalém klesání na padáku trpěl nedostatek kyslíku. Tak si lebedí, kochá se vyhlídkou a dýchá kyslík ze sedadla.) Manuální oddělení je možno provést kdykoliv předtím, ale v žádném případě by to nemělo být níže jak v oněch 11 500 stopách.

5. Nárazem otevírajícího se padáku dojde k uvolnění dvou rychlozámků poutajících letce k sedadlu, které poté odpadá. Je aktivován PLB, uvolňuje je nouzový kontejner.

Tak vypadá průběh vystřelení ve velkých výškách. Průběh katapultáže v přízemní výšce je podobný. Rozdíly: Povel k uvolnění popruhů sedačky a omezovače rozhození nohou dává časovací mechanismus asi dvě sekundy po zahájení katapultáže. Výtažný padáček vytahuje stabilizační padák a hned následuje vlastní záchranný padák. Trhnutí při jeho nafouknutí odděluje letce od sedačky, ale vždyť to už znáte…VŠE je (pokud to ještě není někomu jasné) zcela AUTOMATICKÉ! Jediné co letec musí udělat, je zatáhnout za madlo.

Rozsah rychlostí (v přízemní výšce, v přímočarém letu, při zavřených kabinách) při zahájení katapultáže je 0 až 550 knotů (1019 km/h). Pokud některý z letců svou hmotností (včetně výstroje) převyšuje 112 kg, zvyšuje se minimální rychlost pro vystřelení na 50 knotů (93 km/h). Sedačka je konstruována až na 600 knotů (1 112 km/h), ale pokud je to možné, je vhodné zahájit katapultáž v rychlosti pod 450 knotů (833 km/h). Nad tuto rychlost je letec dán v šanc silám, které téměř s určitostí vedou k vážným zraněním končetin, krku, páteře. Pokud se katapultáž musí provést při rychlosti nad 550 knotů, výška letu by měla být více jak padesát stop (16,5 metry). Je-li letoun řiditelný a situace to umožňuje, katapultáž by se měla provádět ve výšce nad 2000 stop (656 metrů). Pokud je letoun neovladatelný, je nutno katapultáž zahájit nejpozději v 10 000 stopách (3 281 metrů).

Princip činnosti je u všech součastných sedadel podobný. Z důvodu snížení rázu a tedy i vysokého přetížení působícího na pilota při zrychlení po zapálení raketového motoru sedadlo uvádí do pohybu vzhůru nejdříve tlaková energie plynu, který se uvolňuje z pyropatron. Až po tomto ,rozjezdu, se iniciuje raketový motor. Otevření padáku je urychleno tím, že je ze sedadla vystřelen, čímž odpadá zdlouhavá procedura vytahování výtažnými padáčky. Parametry nula-nula (neboli H=0, V=0 znamenají, že pilot se může vystřelit v nulové výšce při nulové rychlosti) jsou naprostou samozřejmostí. Sedadlo nastoupá do výšky potřebné k bezpečnému otevření padáku. Ještě poznámečka: padák se dnes vystřeluje ve směru nikoliv nad, ale za sedadlo.

Rostoucí počet žen sedlajících bojové stroje pouze podpořil požadavek na rozšíření rozsahu hmotností a výšek osazenstva vystřelovacích sedadel. Jinak řečeno, kvalitní sedadlo musí stejně spolehlivě a bezpečně vystřelit stokilového hráče amerického fotbalu jako padesátikilovou gymnastku.

USAF spolu s US Navy zadali požadavek, aby rozsah sedadla pokrýval hmotnosti posádky od 50 kg do 111 kg a výšky od 150 cm do 195 cm.

Sedadla Martin-Baker Mk 14 z tohoto důvodu čeká modernizace, Mk 16 tyto požadavky dokonce přesahují.

Tím, co je pro US Navy Mk 14, tím je pro USAF ACES II. Vystřelovací sedadlo americké firmy McDonnell Douglas (nyní Boeing) ACES II (Advenced Concept Ejection Seat) má také parametry nula-nula. Z letounu stojícího na zemi sedačka vystoupá do výšky přes 30 metrů a doletí nejméně 15 metrů vzad. Sedačka je vybavena systémem vektorování tahu STAPAC pro kontrolu klopení. Systém funguje následovně: V okamžiku, kdy sedadlo ,rozpohybované, pyropatronou opouští kokpit, část plynu je využita pro roztočení gyroskopického setrvačníku klopení. Ten je tímto uvolněn a zažíhá se raketový motor. Doba jeho hoření je 0,3 sekundy, tah 1,05 kN.  Osa tahu motoru normálně prochází jmenovitou polohou těžiště sedadla a jeho posádky. V případě, že by se sedadlo naklápělo vpřed či zad působením aerodynamických sil nebo nízko či vysokou polohou těžiště, bude raketový motor vektorován pro aplikaci korelační síly.

Po stranách záhlavníku jsou na skloněných nosnících snímače vzdušných veličin. (Skloněné nosníky jsou dobře viditelným identifikačním znakem těchto sedadel.) Jsou spojeny s procesorem v sedadle, ten modifikuje režim práce systémů v závislosti na rychlosti a výšce letu. Vystřelovací madlo je pouze jedno, umístněné na spodní straně sedáku, mezi nohama letce. Sedadlo obsahuje nouzovou dávku kyslíku, nouzový radiomaják URT-33C, nafukovací člun, potraviny, brašnu, vybavení pro přežití. To, co známe už ze sedadla Martin-Baker Mk H7. Ovládací prvky jsou také podobné, např. rukojeť nouzového uvolnění upínacích pásů najdeme také vpravo vedle sedáku. Omezovače rozhození nohou u ACES II nejsou.

Časový průběh katapultáže (při nulové rychlosti) je následující:

Po zahájení katapultážní sekvence je odhozen překryt kabiny, dotaženy popruhy a sedadlo začíná stoupat do 0,3 sekundy. V 0,45 sekundy je zažehnut raketový motor, v 1,3 sekundy je letec oddělen od sedačky, v 2,3 sekundy se otevírá padák. V páté sekundě by měl být padák již plně rozevřen.

ACES II je konstruováno na hmotnosti osádky v rozsahu od 64 kg do 96 kg. Na začátku vývoje této sedačky, v roce 1967, zmíněný rozsah zahrnoval 90% mužské populace. Navrženo je pro katapultáž do rychlosti 600 knotů (1 112 km/h). Zkušenosti s jejich používání ukazují, že při rychlostech letu nad 427 knotů (790 km/h) dochází k vážným zranění nebo k usmrcení. ACES II jsou používány v letounech F-15, F-16, F-22, A-10, F-117, B-1, B-2. Pouze v B-1 jsou sedadla vybavena zarážkami pro ochranu končetin. (První B-1 používaly modulární záchranný systém. Od něj ale bylo opuštěno, nyní všichni čtyři členové posádky sedí na individuální vystřelovacích sedadlech.) K použití sedadla ACES II došlo i na území naší republiky, kdy se v nulové výšce z letounu F-16 katapultovala belgická pilotka. Více se o této události najdete v mém článku Katapultáž z F-16 v ČR.

McDonnell nechce za Martin-Bakerem zůstat pozadu a také modernizuje. Ve společném programu (CMP – Cooperative Modifikation Program) s Japonskem vyvíjí opatření pro zpevnění rukou a nohou, které mohou být při katapultáži ve velkých rychlostech zraněny. Dalším úkolem v modernizaci je urychlení vystřelení padáku a stabilizace sedadla z vysoké rychlosti a rotace v krátkém čase. Toto je obzvlášť důležité u ,lehčích, letců. Tento CMP měl být ukončen v roce 2002 (bohužel nemám informace zda tomu tak je popř. s jakým výsledkem). Dalším partnerem, se kterým Američané při modernizaci spolupracovali, bylo v letech 1993-1995 v rámci programu zahraniční spolupráce FCT Rusko. Důvodem byly jejich vynikající sedadla Zvezda K-36, používána s malými obměnami na letounech Su-22, Su-24, Su-25/39, rodinou Su-27 (30, 32, 33, 34, 35, 37), MiG-29. Z jakých prekérních situací dokáží naprosto spolehlivě vytáhnout pilota už mockrát demonstrovaly na leteckých dnech. Američané několik K-36 koupili a testovali, do Ruska poslali figuríny vybavené měřící technikou. Zajímali se o ochraně proti náporu vzduchu a stabilizaci sedadla při katapultáži v nepříznivé poloze. Z rychlosti 750 knotů (1390 km/h), pro které jsou K-36 konstruována, byli doslova šokováni.

Na jednu stranu Západ problémy spojené s vysokými rychlostmi trápí a Rusům tu tiše, tu nahlas závidí, na druhou stranu se k tomuto problému výkonný viceprezident firmy Martin-Baker America Brian Miller vyjádřil (v roce 2000) takto: „…z 5333 katapultáží bylo provedeno 99,4% v rozmezí rychlostí 280 km/h až 830 km/h. Pouze 31 se uskutečnilo při vyšší rychlosti a 60% z nich bylo úspěšných.“ Domnívá se dále, že není třeba jít na vyšší rychlosti, protože se zvyšuje možnost zranění posádky. (Pozn.: 280 km/h je zhruba 150 knotů, 830 km/h je zhruba 450 knotů.)

Osud byl ke mně mimořádně milostiv. Byť tak mlád, již jsem si zkusil jak se sedí na ACES II (v F-15E) i na Mk H7 (v F-4F). Přátelé, slovy to vyjádřit nedovedu! :-))

Zdroje
periodika ATM
Plastikové modely
L+K
REVI
Obrázek v titulu článku: Středisko bezpečnosti US Navy
Autor : Bronco 🕔22.03.2004 📕14.190

Komentáře Disqus

Komentáře Facebook

Sociální sítě

Reklama

Poslední komentáře