Ejetar de uma aeronave é raro, mas às vezes os pilotos precisam puxar a alavanca de ejeção para salvar suas vidas. Foto cedida pela Força Aérea dos EUA Capitão da Força Aérea dos EUA Scott O'Grady estava ajudando a reforçar a zona de exclusão aérea no norte da Bósnia em 2 de junho, 1995, quando um sérvio-bósnio míssil superfície-ar (SAM) atingiu seu F-16. Com o avião se desintegrando em torno dele, O'Grady se abaixou entre os joelhos e agarrou a alça de seu assento ejetável. Depois de um grande estrondo causado pela separação do dossel, O'Grady foi lançado no ar junto com seu assento. Logo depois, seu pára-quedas foi lançado e, como 90 por cento dos pilotos que são forçados a ejetar de suas aeronaves, O'Grady sobreviveu à ejeção de seu F-16. Após seis dias fugindo da captura e comendo insetos para sobreviver, O'Grady foi resgatado.
Ejetando de uma aeronave em movimento a velocidades maiores que o velocidade do som (mach 1:750 milhas por hora / 1, 207 km / h) pode ser muito perigoso. A força de ejeção nessas velocidades pode chegar a mais de 20 Gs - um G é a força da gravidade da Terra. A 20 Gs, um piloto experimenta uma força igual a 20 vezes seu peso corporal, o que pode causar ferimentos graves e até a morte.
A maioria das aeronaves militares, As aeronaves de pesquisa da NASA e alguns pequenos aviões comerciais são equipados com assentos ejetáveis para permitir que os pilotos escapem de aviões danificados ou com defeito. Nesta edição de Como as coisas funcionam , você aprenderá sobre as peças que fazem um assento ejetável funcionar, como o assento levanta um piloto de um avião e sobre a física envolvida na ejeção.
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Um assento ejetável sendo removido de um F-15C Eagle Foto cortesia do Departamento de Defesa dos EUA É importante para muitos tipos de aeronave ter um assento ejetável, caso o avião seja danificado em batalha ou durante os testes e o piloto tenha que saltar para salvar sua vida. Os assentos ejetáveis são uma das peças de equipamento mais complexas em qualquer aeronave, e alguns consistem em milhares de peças. O objetivo do assento ejetável é simples:Levantar o piloto diretamente para fora da aeronave a uma distância segura, em seguida, posicione um pára-quedas para permitir que o piloto pouse com segurança no solo.
Para entender como funciona um assento ejetável, você deve primeiro estar familiarizado com os componentes básicos de qualquer sistema de ejeção. Tudo tem que funcionar corretamente em uma fração de segundo e em uma sequência específica para salvar a vida de um piloto. Se apenas uma peça crítica de mau funcionamento do equipamento, pode ser fatal.
Assentos ejetáveis são colocados na cabine e geralmente fixados em trilhos por meio de um conjunto de rolos nas bordas do assento. Durante uma ejeção, esses trilhos guiam o assento para fora da aeronave em um ângulo de subida predeterminado. Como qualquer assento, a anatomia básica do assento ejetável consiste no balde, costas e encosto de cabeça. Todo o resto é construído em torno desses componentes principais. Aqui estão os principais dispositivos de um assento ejetável:
No caso de uma ejeção, a catapulta dispara o assento pelos trilhos, o foguete dispara para impulsionar o assento mais alto e o paraquedas se abre para permitir uma aterrissagem segura. Em alguns modelos, o foguete e a catapulta são combinados em um dispositivo. Esses assentos também funcionam como sistemas de retenção para os membros da tripulação, tanto durante uma ejeção quanto durante a operação normal.
Assentos ejetáveis são apenas uma parte de um sistema maior chamado de sistema de saída assistida . "Saída" significa "uma saída" ou "saída". Outra parte do sistema de saída geral é o avião marquise , que deve ser alijado antes do assento ejetável ser lançado da aeronave. Nem todos os aviões têm velames. Aqueles que não terão escotilhas de fuga embutido no teto do avião. Essas escotilhas explodem um pouco antes de o assento ejetável ser ativado, dando aos membros da tripulação um portal de fuga.
Um piloto se prepara para puxar para baixo a cortina de rosto que lançará o assento ejetável pela trilha do treinador do assento ejetável. Foto cortesia do Departamento de Defesa dos EUA Os assentos são ativados por diferentes métodos. Alguns tem puxar alças nas laterais ou no meio do assento. Outros são ativados quando um membro da tripulação puxa um cortina de rosto para baixo para cobrir e proteger seu rosto. Na próxima seção, você descobrirá o que acontece quando o assento for ativado.
Termos do assento ejetávelFonte:The Ejection Site
Este assento ejetável ACES II tem uma alavanca de puxar central usada para ativar a sequência de ejeção. Foto cedida pela Goodrich Corporation Quando um membro da tripulação levanta a alavanca de puxar ou puxa a cortina frontal para baixo no assento ejetável, ele desencadeia uma cadeia de eventos que impulsiona o velame para longe do avião e empurra o tripulante com segurança para fora. Ejetar de um avião não leva mais do que quatro segundos a partir do momento em que a alavanca de ejeção é puxada. A quantidade exata de tempo depende do modelo do assento e do peso corporal do tripulante.
Puxar a manivela de ejeção em um assento desencadeia uma cartucho explosivo na arma catapulta, lançando o assento ejetável no ar. À medida que o assento sobe o trilhos guia , um sistema de restrição de perna é ativado. Essas restrições de perna são projetadas para proteger as pernas do tripulante de serem presas ou danificadas por detritos durante a ejeção. Um motor foguete sob o assento fornece a força que levanta o tripulante a uma altura segura, e esta força não está fora das limitações fisiológicas humanas normais, de acordo com documentos de Goodrich Corporation , um fabricante de assentos ejetáveis usados pelos militares dos EUA e pela NASA.
Antes do lançamento do sistema de ejeção, o velame deve ser alijado para permitir que o tripulante escape da cabine. Existem pelo menos três maneiras de o dossel ou teto do avião explodir para permitir que o tripulante escape:
O assento, O pára-quedas e o pacote de sobrevivência também são ejetados do avião junto com o tripulante. Muitos lugares, como o de Goodrich ACES II (Assento de ejeção de conceito avançado, Modelo II), tenha um motor de foguete fixado embaixo do assento. Depois que o assento e o membro da tripulação limparam a cabine, este foguete levantará o tripulante outros 30,5 a 61 m (100 a 200 pés), dependendo do peso do tripulante. Esta propulsão adicionada permite ao tripulante limpar a cauda do avião. Em janeiro de 1998, houve 463 ejeções em todo o mundo usando o sistema ACES II, de acordo com a Força Aérea dos EUA. Mais de 90 por cento dessas expulsões foram bem-sucedidas. Houve 42 mortes.
Os paraquedas abrindo em um assento ejetável Martin-Baker durante um teste. O pequeno pára-quedas no topo é chamado de pára-quedas drogue. Foto cedida pela NASA Uma vez fora do avião, uma arma drogue no assento dispara uma bala de metal que puxa um pequeno pára-quedas, chamado de pára-quedas drogue , fora do topo da cadeira. Isso diminui a velocidade de descida da pessoa e estabiliza a altitude e a trajetória do assento. Após um determinado período de tempo, um sensor de altitude faz com que o pára-quedas drogue retire o pára-quedas principal do pacote de chute do piloto. Neste ponto, uma motor de assento-homem-separador fogos e o assento cai longe do tripulante. A pessoa então cai de volta à Terra como em qualquer pouso de pára-quedas.
No ACES II assento ejetável produzido pela Goodrich Corporation, existem três modos de ejeção possíveis. O usado é determinado pela altitude e velocidade da aeronave no momento da ejeção. Esses dois parâmetros são medidos pelo sensor ambiental e sequenciador de recuperação na parte de trás do assento ejetável.
O sensor ambiental detecta a velocidade e altitude do assento e envia dados para o sequenciador de recuperação. Quando a sequência de ejeção começa, o assento sobe pelos trilhos guia e expõe tubos de pitot . Tubos de Pitot, nomeado em homenagem ao físico Henri Pitot, são projetados para medir as diferenças de pressão do ar para determinar a velocidade do ar. Os dados sobre o fluxo de ar são enviados para o sequenciador, que então seleciona um dos três modos de ejeções:
Fonte:Goodrich Corporation
Um assento ejetável é testado na NASA para analisar a capacidade do assento de realizar uma altitude zero, ejeção a velocidade zero. Foto cedida pela NASA Ejetar de um avião é uma sequência violenta de eventos que coloca o corpo humano sob uma quantidade extrema de força. Os principais fatores envolvidos na ejeção de uma aeronave são a força e a aceleração do tripulante, de acordo com Martin Herker , um ex-professor de física. Para determinar a força exercida sobre a pessoa que está sendo ejetada, temos que olhar para Segunda lei do movimento de Newton , que afirma que a aceleração de um objeto depende da força que atua sobre ele e da massa do objeto.
A segunda lei de Newton é representada como:
Força =Massa x Aceleração
(F =MA)
Em relação a um membro da tripulação ejetado de um avião, M é igual à massa corporal mais a massa do assento. UMA é igual à aceleração criada pela catapulta e o foguete sob o assento.
Aceleração é medido em termos de G, ou forças de gravidade. Ejetar de uma aeronave está na faixa de 5-G a 20-G, dependendo do tipo de assento ejetável. Conforme mencionado na introdução, 1 G é igual à força da gravidade da Terra e determina quanto pesamos. Um G de aceleração é igual a 32 pés / segundo 2 (9,8 m / s 2 ) Isso significa que se você deixar cair algo de um penhasco, vai cair a uma taxa de 32 pés / segundo 2 .
É simples determinar o massa do assento e do equipamento ligado ao assento. A massa do piloto é a maior variável. Uma pessoa de 180 libras normalmente sente 180 libras de força sendo aplicada a ela quando está parada. Em um impacto de 20 G, essa mesma pessoa de 180 libras sentirá 3, 600 libras de força sendo exercidas. Para aprender mais sobre força, Clique aqui.
"Para determinar a velocidade do assento [de ejeção] a qualquer momento, resolve-se a equação de Newton conhecendo a força aplicada e a massa do sistema assento / ocupante. Os únicos outros fatores necessários são o tempo da força a ser aplicada e a velocidade inicial presente (se houver), "escreve Herker em seu site descrevendo a física para entender as ejeções. Herker fornece esta equação para determinar a velocidade do assento:
Velocidade =aceleração x tempo + velocidade inicial
V (f) =AT + V (i)
Velocidade inicial refere-se à taxa de subida ou afundamento da aeronave. Também pode ser determinado pela etapa inicial do processo de ejeção em um assento que combina uma catapulta explosiva e um foguete sob o assento. A velocidade do assento deve ser alta o suficiente para permitir a separação do assento e da pessoa da aeronave o mais rápido possível, a fim de liberar toda a aeronave.
O uso de assento ejetável é sempre o último recurso quando uma aeronave é danificada e o piloto perde o controle. Contudo, salvar a vida de pilotos é uma prioridade mais alta do que salvar aviões, e às vezes uma ejeção é necessária para salvar uma vida.
Para obter mais informações sobre assentos ejetáveis e tecnologia relacionada, veja os links na próxima página.
