Schleudersitz

[Hunter75]

Folgende Sachen schweben mir im Kopf rum.Ich versuchs mal zu ordnen.
Warum ist ein Schleudersitz so schnell? Erreichen der Höhe für den Fallschirmeinsatz? Schnelle Evakuierung aus der Gefahrensituation für den Piloten? Vermeidung eines Seitenleitwerksanprall von Sitz und Pilot?
Alles kommt für mich erstmal in Frage.
Wenn jemand das etwas wichten oder präzisieren könnte wäre ich dankbar.

Denn das ist Basis für meine zweite Frage.
Bestünde überhaupt die Möglichkeit eines intelligenten Schleudersitzes der je nach Situation den Pilot weniger heftig rauskatapultiert?
Da die Raketenpacks imho Feststoffbooster sind, wäre eine Regelung der Intensität nur über Anzahl zu zündender Booster möglich.

Nun worauf ich hinauswill.Wenn ein Pilot dreimal (???) den Schleudersitzt nutze ist er Bürohengst. Kann man mit einem intelligenten schleudersitz das verhindern?
Es wäre doch schade,wenn ein teurer Pilot nur zum Schreibtischtäter wird,weil er abrupt aussteigen musste obwohl die Situation einen sanfteren Ausstieg zugelassen hätte.
Ich stelle mir das so vor,das der Schleudersitz immer auf dem schärfsten Ausstieg eingestellt ist und sollte ein sanfter Ausstieg zulässig sein,so legt der Pilot noch einen Hebel um,drosselt die Maschine,wenn sie nicht eh schon langsam ist und der Schleudersitz hebt ihn nur noch aus der Maschine.

Ich hoffe ihr versteht was mein Anliegen ist und könntet etwas dazu beitragen.
Danke

PS:Habe erst am Sonntag wieder Zeit hier reinzuschauen,also nicht wundern.

 

[Der durstige Mann]

Hallo!

Hier einige technische Details zum Martin Baker Mk.14:

Im Mk. 14 wählt ein elektronischer Mode Selector abhängig von Flughöhe und Geschwindigkeit unter fünf verschiedenen Ausschußarten, die sich vor allem durch den Zeitpunkt der Fallschirm-Öffnung unterscheiden.
Mode 1 für Geschwindigkeiten bis zu 648 km/h und Höhen bis 2438 m (Fallschirm-Entfaltung nach 0.35s), Mode 2 für 648 km/h bis 926 km/h in Höhen bis 2438 m (0.9s), Mode 3 für höhere Geschwindigkeiten bis 2438 m Höhe (1,2s), Mode 4 für Höhen zwischen 2438 m und 5486 m (3s) und Mode 5 für Höhen über 5486 m (über 3s).
Das Limit für den Mk. 14 liegt bei rund 1100 km/h.

Der Ausschuß erfolgt in sieben Phasen.
Erste Phase: unmittelbar nach der Auslösung werden die Schleuderkanone betätigt, die Batterien aktiviert, Schultern und Arme des Piloten zurückgeholt und die Kanzel abgesprengt.
Zweite Phase: ist der Pilot aus dem Cockpit, klappen die Staurohre aus, die Raketen unter dem Sitz und die für die Steuerkanone zünden, die Beine werden gefesselt und die Sauerstoff-Zufuhr initiert.
Dritte Phase: der an drei Punkten befestigte Steuerschirm stabilisiert und verzögert den Sitz.
Vierte Phase: die unteren Steuerschirm-Befestigungen werden gekappt, damit der Sitz stabilisiert nach unten fallen kann.
Fünfte Phase: sobald der Sitz unter 5000 Fuß fällt, zieht eine Rakete den Fallschirm heraus und alle Verbindungen zwischen Sitz und Körper werden getrennt.
Sechste Phase: die Rakete etfrent die Fallschirmhülle, der Sitz fällt - ohne den Survival-Kit - zur Erde. Signalraketen werden aktiviert.
Siebte Phase: der Fallschirm ist voll entfaltet und bremst den Piloten in seinem Fall.
Dies geschieht, w.o. beschrieben, bis zu einer max. Zeit von 3s für die Fallschirm-Entfaltung.
Somit ist aufgrund der Schnelligkeit des Ausstoßes eine Kollision mit dem Heck bzw. Seitenleitwerk ausgeschlossen.

Noch ein interessantes Detail:
Für den Piloten eines um 180 Grad quergeneigten, auf dem Rücken liegenden Flugzeugs, das 400 Knoten (740 km/h) fliegt, erlaubt der Mk. 14 eine sichere Rettung bis zu einer Höhe auf 150 Fuß (46 Meter).

Diese Leistungsmerkmale zeigen deutlich, dass diese kurzfristige und massive Belastung des Körpers erhebliche gesundheitliche Gefahren birgt. Mit den o.g. Parametern liegt man eng an der Grenze des physikalisch Machbaren. Denn egal wie trickreich ein Schleudersitz auch konstruiert ist, bleibt als Limit immer die Belastbarkeit des Piloten. Was der Mensch aushalten kann, ist jedoch nicht einfach zu definieren, denn neben der absoluten Höhe der auf ihn einwirkenden Beschleunigungskräfte spielen auch ihre Dauer und Richtung eine wichtige Rolle. Beim Öffnungsstoß des Stabilisierungsschirms schnellen die g-Kräfte für Sekundenbruchteile auf einen Spitzenwert von 35, beim Ausschuß selbst liegen sie etwas über zehn. Anm.: bei ca. 20g ist die menschliche Knochenbruchgrenze bereits überschritten.

Ein "schonender" Schleudersitz macht m.E. wenig Sinn, da es immer die oberste Priorität sein wird, den Piloten schnellstmöglich aus der Gefahrenzone zu bringen.
Noch etwas zum Argument des "teueren" Piloten. Niemand erwartet, dass ein Pilot in seiner Laufbahn zum "Griff" greifen muss. Daher dürfte dieses Argument für einen "schonenden" Sitz nicht ins Gewicht fallen.

Es grüsst der durstige Mann

 

[Hunter75]

Danke für die Einblicke in die schleudersitztechnik

 

[rechlin-lärz]

Hunter75:

auch noch ein paar Anmerkungen von mir:

wie der durstige Mann bereits sagte, stellt die Lebens-Rettung des Piloten oberste Priorität dar.
Je komplexer ein System ist (z.B. ein Schleudersitz, der die Umstände/Heftigkeit der Notlagen "spürt"), desto anfälliger für Störungen ist es auch. Zumal sich die Technik häufig in Grenzbereichen bewegt, wenn der Notfall auftritt.
Also macht es schon Sinn, ein solches Sytem unter gegebenen Anforderungen "so einfach wie möglich" zu konstruieren.

Die ersten Schleudersitze (2. WK) sollten den Piloten lediglich ein Heck-berührungsfreies-Aussteigen ermöglichen - eine Druckluftpatrone oder eine Kartusche sorgten für die erforderliche Ausschussbahn übers Heck hinüber.
Insbesondere die Druckluft war schwer zu dosieren (sehr hohe Beschleunigungsspitzen), so dass nach dem 2. WK ausschliesslich Pyrotechnik für den Sitzantrieb Verwendung fand.
Zunächst wurde die Flugbahn übers Heck optimiert, bis Anfang der sechziger Jahre auch Technologien zur Verfügung standen, um den Piloten am Boden nicht nur "übers Heck", sondern auch so hoch in die Luft zu katapultieren, dass der Fallschirm gerade noch Zeit hat, sich zu entfalten (Null/Null-Fähigkeit - Höhe und Geschwindigkeit des Flugzeuges jeweils Null).

Heutzutage funktionieren die meisten Sitze nach diesem Schema:

zunächst zünden nacheinander verschiedene Kartuschen (ähneln eher Treibladungen eines Gewehres) in einem ausziehbaren Katapultrohr, die den Sitz noch am Teleskoprohr bis in eine Höhe von ca. 2,5 m katapultieren (Hoch genug, um heil in einer Bahnkurve übers Heck zu kommen). Hierbei treten die höchsten Beschleunigungswerte für den Piloten (knapp 20g) auf.
Am Ende des Teleskoprohrs angekommen, löst sich der Sitz mittels Sollbruchstelle vom Rohr, das Raketenpack (ähnelt einer Feststoffrakete) tartet und treibt den Sitz weiter in die Höhe, bis bei einer Ausschusshöhe von Null Metern eine ausreichende Höhe erreicht ist, damit sich der Fallschirm noch öffnet.

Da sich ein Flugzeug in Notlage selten genau waagerecht aufhält, muss das Raketenpack noch stark genug sein, um bei einer gewissen "Schieflage" des Flugzeugs dessen Besatzung hoch genug auszuschiessen.

Anhand folgender Skizze (Quelle: Betriebshandbuch GQ-7 Schleudersitz des F-104G Starfighters) kannst Du die Beschleunigungen während des Ausschusses nachvollziehen.

VG

rechlin-lärz