En los aviones , un asiento eyectable o asiento eyectable es un sistema diseñado para rescatar al piloto u otra tripulación de una aeronave (normalmente militar) en caso de emergencia. En la mayoría de los diseños, el asiento es propulsado fuera del avión mediante una carga explosiva o un motor de cohete , llevando consigo al piloto. También se ha probado el concepto de una cápsula de escape eyectable para la tripulación . Una vez alejado del avión, el asiento eyectable despliega un paracaídas . Los asientos eyectables son comunes en ciertos tipos de aviones militares.
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En 1910 se llevó a cabo una huida de un avión con ayuda de bungee . En 1916, Everard Calthrop , uno de los primeros inventores de los paracaídas , patentó un asiento eyector que utiliza aire comprimido . [1]
El diseño moderno de un asiento eyectable fue introducido por primera vez por el inventor rumano Anastase Dragomir a finales de los años 1920. El diseño presentaba una celda lanzada en paracaídas (una silla descargable desde un avión u otro vehículo). Fue probado con éxito el 25 de agosto de 1929 en el aeropuerto de París-Orly, cerca de París , y en octubre de 1929 en Băneasa , cerca de Bucarest . Dragomir patentó su "cabina catapultable" en la Oficina de Patentes francesa. [nota 1]
El diseño se perfeccionó durante la Segunda Guerra Mundial . Antes de esto, la única forma de escapar de una aeronave incapacitada era saltar ("saltar"), y en muchos casos esto era difícil debido a lesiones, la dificultad de salir de un espacio confinado, fuerzas g , el flujo de aire que pasaba la aeronave y otros factores.
Los primeros asientos eyectables fueron desarrollados de forma independiente durante la Segunda Guerra Mundial por Heinkel y SAAB . Los primeros modelos funcionaban con aire comprimido y el primer avión equipado con dicho sistema fue el prototipo de caza a reacción Heinkel He 280 en 1940. Uno de los pilotos de pruebas del He 280, Helmut Schenk, se convirtió en la primera persona en escapar de un avión accidentado con asiento eyectable el 13 de enero de 1942 después de que sus superficies de control se congelaran y quedaran inoperativas. El caza se estaba utilizando en las pruebas de los aviones de impulso Argus As 014 para el desarrollo del misil Fieseler Fi 103 . Le quitaron sus habituales turborreactores Heinkel HeS 8A y fue remolcado desde las instalaciones de pruebas centrales Erprobungsstelle Rechlin de la Luftwaffe en Alemania por un par de remolcadores Messerschmitt Bf 110 C en medio de una fuerte lluvia de nieve. A 2.400 m (7.875 pies), Schenk descubrió que no tenía control, se deshizo de su cable de remolque y se expulsó. [2] El He 280 nunca entró en producción. El primer tipo operativo construido para proporcionar asientos eyectables para la tripulación fue el caza nocturno Heinkel He 219 Uhu en 1942.
En Suecia se probó en 1941 una versión que utilizaba aire comprimido. Bofors desarrolló y probó un asiento eyectable de pólvora en 1943 para el Saab 21 . La primera prueba en el aire fue en un Saab 17 el 27 de febrero de 1944, [3] y el primer uso real ocurrió por el teniente Bengt Johansson [nota 2] el 29 de julio de 1946 después de una colisión en el aire entre un J 21 y un J 22. [4]
Como el primer avión militar operativo a finales de 1944 en presentar uno, el ganador del concurso de diseño de aviones de combate de defensa nacional "caza del pueblo" alemán Volksjäger ; El ligero Heinkel He 162 A Spatz , presentaba un nuevo tipo de asiento eyectable, esta vez disparado por un cartucho explosivo. En este sistema, el asiento iba sobre ruedas colocadas entre dos tubos que subían por la parte trasera de la cabina . Cuando se baja a su posición, las tapas en la parte superior del asiento se colocan sobre los tubos para cerrarlos. Los cartuchos, básicamente idénticos a los casquillos de escopeta , se colocaban en el fondo de los tubos, mirando hacia arriba. Cuando se disparaban, los gases llenaban los tubos, "sacaban" las tapas del extremo y, por lo tanto, obligaban al asiento a subir por los tubos sobre sus ruedas y salir del avión. Al final de la guerra, el Dornier Do 335 Pfeil , principalmente porque tenía un motor montado en la parte trasera (de los motores gemelos que impulsaban el diseño) que impulsaba una hélice de empuje ubicada en el extremo trasero del fuselaje, lo que presentaba un peligro para un avión normal. escape del "rescate" y algunos prototipos de aviones de finales de la guerra también fueron equipados con asientos eyectables.
Después de la Segunda Guerra Mundial, la necesidad de tales sistemas se volvió apremiante, a medida que las velocidades de los aviones eran cada vez más altas y no pasó mucho tiempo antes de que se rompiera la barrera del sonido . Escapar manualmente a tales velocidades sería imposible. Las Fuerzas Aéreas del Ejército de los Estados Unidos experimentaron con sistemas de expulsión hacia abajo operados por un resorte , pero fue el trabajo de James Martin y su compañía Martin-Baker el que resultó crucial.
La primera prueba de vuelo en vivo del sistema Martin-Baker tuvo lugar el 24 de julio de 1946, cuando el instalador Bernard Lynch fue expulsado de un avión Gloster Meteor Mk III . Poco después, el 17 de agosto de 1946, el sargento primero. Larry Lambert fue el primer expulsado estadounidense vivo. Lynch hizo una demostración del asiento eyectable en el Daily Express Air Pageant en 1948, eyectándose de un Meteor. [5] Los asientos eyectores Martin-Baker se instalaron en prototipos y aviones de producción desde finales de la década de 1940, y el primer uso de emergencia de un asiento de este tipo se produjo en 1949 durante las pruebas del ala voladora experimental Armstrong Whitworth AW52 propulsada por un jet .
Los primeros asientos utilizaban una carga propulsora sólida para expulsar al piloto y al asiento encendiendo la carga dentro de un tubo telescópico unido al asiento. A medida que la velocidad de los aviones aumentó aún más, este método resultó inadecuado para que el piloto se alejara lo suficiente del fuselaje. Al aumentar la cantidad de propulsor se corría el riesgo de dañar la columna vertebral del ocupante, por lo que comenzaron los experimentos con la propulsión de cohetes . En 1958, el Convair F-102 Delta Dagger fue el primer avión equipado con un asiento propulsado por cohete. Martin-Baker desarrolló un diseño similar, utilizando múltiples unidades de cohetes alimentando una sola boquilla. El mayor empuje de esta configuración tenía la ventaja de poder expulsar al piloto a una altura segura incluso si el avión estaba en el suelo o muy cerca.
A principios de la década de 1960, comenzó el despliegue de asientos eyectables propulsados por cohetes diseñados para su uso a velocidades supersónicas en aviones como el Convair F-106 Delta Dart . Seis pilotos se han eyectado a velocidades superiores a los 700 nudos (1.300 km/h; 810 mph). La altitud más alta a la que se desplegó un asiento Martin-Baker fue de 57.000 pies (17.400 m) (desde un bombardero de Canberra en 1958). Tras un accidente ocurrido el 30 de julio de 1966 durante el intento de lanzamiento de un dron D-21 , dos tripulantes del Lockheed M-21 [6] fueron expulsados a Mach 3,25 a una altitud de 80.000 pies (24.000 m). El piloto se recuperó con éxito, pero el oficial de control de lanzamiento se ahogó después de un aterrizaje en el agua. A pesar de estos registros, la mayoría de las eyecciones ocurren a velocidades y altitudes bastante bajas, cuando el piloto puede ver que no hay esperanza de recuperar el control de la aeronave antes del impacto con el suelo.
Al final de la guerra de Vietnam, la Fuerza Aérea y la Marina de los EE. UU. comenzaron a preocuparse por la expulsión de sus pilotos sobre territorio hostil y la captura o muerte de esos pilotos, y las pérdidas de hombres y aviones en los intentos de rescatarlos. Ambos servicios comenzaron un programa titulado Air Crew Escape/Rescue Capability o Aerial Escape and Rescue Capability (AERCAB) asientos eyectables (ambos términos han sido utilizados por la industria militar y de defensa de EE. UU.), donde después de que el piloto fuera expulsado, el asiento eyectable los llevaría volando. a un lugar lo suficientemente alejado de donde fueron expulsados para que pudieran ser recogidos de manera segura. A finales de la década de 1960 se publicó una solicitud de propuestas para conceptos de asientos eyectables AERCAB. Tres empresas presentaron artículos para un mayor desarrollo: un diseño de ala Rogallo de Bell Systems; un girocóptero diseñado por Kaman Aircraft ; y un avión miniconvencional de ala fija que emplea un ala Princeton (es decir, un ala hecha de material flexible que se despliega y luego se vuelve rígida mediante puntales o soportes internos, etc. que se despliegan) de Fairchild Hiller . Los tres, después de la expulsión, serían propulsados por un pequeño motor turborreactor desarrollado para drones objetivo. Con la excepción del diseño Kaman, el piloto aún tendría que lanzarse en paracaídas al suelo después de alcanzar un punto seguro para el rescate. El proyecto AERCAB finalizó en la década de 1970 con el fin de la Guerra de Vietnam. [7] El diseño de Kaman, de principios de 1972, fue el único que llegó a la etapa de hardware. Estuvo a punto de ser probado con una plataforma especial del tren de aterrizaje acoplada al asiento eyectable de AERCAB para los despegues y aterrizajes en tierra de la primera etapa con un piloto de pruebas. [8]
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El propósito de un asiento eyectable es la supervivencia del piloto. El piloto normalmente experimenta una aceleración de aproximadamente 12 a 14 g . Los asientos occidentales suelen imponer cargas más ligeras a los pilotos; La tecnología soviética de las décadas de 1960 y 1970 a menudo alcanza los 20 a 22 g (con asientos eyectables tipo cañón SM-1 y KM-1). Las fracturas por compresión de las vértebras son un efecto secundario recurrente de la eyección.
Desde el principio se teorizó que sería imposible sobrevivir a una eyección a velocidades supersónicas; Se llevaron a cabo pruebas exhaustivas, incluido el Proyecto Whoosh con chimpancés , para determinar si era factible. [10]
Las capacidades del NPP Zvezda K-36 quedaron demostradas involuntariamente en el Salón Aeronáutico de Fairford el 24 de julio de 1993 cuando los pilotos de dos cazas MiG-29 fueron expulsados después de una colisión en el aire. [11]
La altitud de expulsión mínima para el asiento ACES II en vuelo invertido es de aproximadamente 140 pies (43 m) sobre el nivel del suelo a 150 KIAS, mientras que su homólogo ruso, el K-36DM, tiene una altitud de expulsión mínima en vuelo invertido de 100 pies (30 m) AGL. . Cuando un avión está equipado con el asiento eyectable NPP Zvezda K-36DM y el piloto lleva el equipo de protección КО-15, puede eyectarse a velocidades de 0 a 1400 kilómetros por hora (870 mph) y altitudes de 0 a 25. km (16 millas o aproximadamente 82.000 pies). El asiento eyectable del K-36DM cuenta con rampas de arrastre y un pequeño escudo que se eleva entre las piernas del piloto para desviar el aire alrededor del piloto. [12]
Los pilotos han logrado eyectarse del agua en algunos casos, después de haber sido obligados a amerizar en el agua. El primer caso registrado fue el del teniente BD Macfarlane de la Royal Navy Fleet Air Arm cuando se eyectó con éxito bajo el agua usando su asiento eyectable Martin-Baker Mk.1 después de que su Westland Wyvern se hundiera en el lanzamiento y fuera cortado en dos por el portaaviones el 13. Octubre de 1954. [13] También existe evidencia documentada de que los pilotos de las armadas de los EE. UU. [14] y la India también han realizado esta hazaña. [15] [16]
El 20 de junio de 2011 [actualizar], cuando dos pilotos del Ejército del Aire español fueron expulsados sobre el aeropuerto de San Javier, el número de vidas salvadas por los productos de Martin-Baker era de 7.402 en 93 fuerzas aéreas. [17] La empresa dirige un club llamado "Ejection Tie Club" y ofrece a los supervivientes una corbata y un prendedor de solapa únicos. [18] Se desconoce la cifra total para todos los tipos de asientos eyectables, pero puede ser considerablemente mayor.
Los primeros modelos de asiento eyectable estaban equipados solo con una manija de expulsión superior que duplicaba su función al obligar al piloto a asumir la postura correcta y hacer que bajara una pantalla para proteger tanto su cara como su máscara de oxígeno de la explosión de aire posterior. Martin Baker agregó una manija secundaria en la parte delantera del asiento para permitir la expulsión incluso cuando los pilotos no podían alcanzar hacia arriba debido a la alta fuerza G. Más tarde (por ejemplo, en el MK9 de Martin Baker) se descartó el asa superior porque el asa inferior había demostrado ser más fácil de manejar y la tecnología de los cascos había avanzado para proteger también contra el aire. [19]
El sistema de expulsión "estándar" funciona en dos etapas. Primero, se abre, se rompe o se tira todo el dosel o escotilla sobre el aviador, y el asiento y el ocupante son lanzados a través de la abertura. En la mayoría de los aviones anteriores, esto requería dos acciones separadas por parte del aviador, mientras que los diseños de sistemas de salida posteriores, como el concepto avanzado de asiento eyectable modelo 2 (ACES II), realizan ambas funciones como una sola acción.
El asiento eyectable ACES II se utiliza en la mayoría de los cazas fabricados en Estados Unidos. El A-10 utiliza manijas de disparo conectadas que activan ambos sistemas de expulsión de la capota, seguido de la expulsión del asiento. El F-15 tiene el mismo sistema conectado que el asiento del A-10. Ambas manijas realizan la misma tarea, por lo que basta con tirar de cualquiera de ellas. El F-16 tiene sólo una manija ubicada entre las rodillas del piloto, ya que la cabina es demasiado estrecha para manijas laterales.
Los sistemas de salida no estándar incluyen Downward Track (utilizado para algunas posiciones de la tripulación en aviones bombarderos, incluido el B-52 Stratofortress ), Canopy Destruct (CD) y Through-Canopy Penetration (TCP), Drag Extraction, Encapsulated Seat e incluso Crew Capsule . .
Los primeros modelos del F-104 Starfighter estaban equipados con un asiento eyectable Downward Track debido al peligro de la cola en T. Para que esto funcionara, el piloto estaba equipado con "espuelas" que estaban unidas a cables que tiraban de las piernas hacia adentro para que el piloto pudiera ser expulsado. Después de este desarrollo, algunos otros sistemas de salida comenzaron a utilizar retractores de piernas como una forma de prevenir lesiones en las piernas que se agitaban y para proporcionar un centro de gravedad más estable . Algunos modelos del F-104 estaban equipados con asientos eyectables hacia arriba.
De manera similar, dos de los seis asientos eyectables del B-52 Stratofortress disparan hacia abajo, a través de aberturas de escotilla en la parte inferior del avión; las escotillas descendentes se liberan del avión mediante un propulsor que desbloquea la escotilla, mientras que la gravedad y el viento quitan la escotilla y arman el asiento. Los cuatro asientos en la cubierta superior delantera (dos de ellos, EWO y Gunner, mirando hacia la parte trasera del avión) disparan hacia arriba como de costumbre. Cualquier sistema de disparo hacia abajo de este tipo no sirve de nada en el suelo o cerca de él si la aeronave está en vuelo nivelado en el momento de la expulsión.
Los aviones diseñados para uso a bajo nivel a veces tienen asientos eyectables que disparan a través de la capota, ya que esperar a que se expulse la capota es demasiado lento. Muchos tipos de aviones (por ejemplo, la línea de aviones BAE Hawk y Harrier ) utilizan sistemas Canopy Destruct, que tienen un cordón explosivo (MDC – Miniature Detonation Cord o FLSC – Flexible Linear Shaped Charge) incrustado dentro del plástico acrílico de la cubierta. El MDC se inicia cuando se tira de la manija de expulsión y rompe el dosel sobre el asiento unos milisegundos antes de que se lance el asiento. Este sistema fue desarrollado para la familia de aviones VTOL Hawker Siddeley Harrier, ya que la expulsión puede ser necesaria mientras el avión estaba en vuelo estacionario, y arrojar la capota podría provocar que el piloto y el asiento la golpeen. Este sistema también se utiliza en el T-6 Texan II y el F-35 Lightning II .
La penetración a través del dosel es similar a la destrucción del dosel, pero un pico afilado en la parte superior del asiento, conocido como " diente de concha ", golpea la parte inferior del dosel y lo rompe. El A-10 Thunderbolt II está equipado con interruptores de capota a cada lado de su reposacabezas en caso de que la capota no se deshaga. El T-6 también está equipado con tales disyuntores si el MDC no logra detonar. En emergencias terrestres, un tripulante de tierra o un piloto puede usar un cuchillo rompedor colocado en el interior de la cubierta para romper la transparencia. Los asientos del A-6 Intruder y EA-6B Prowler eran capaces de expulsarse a través de la capota, y el desecho de la capota era una opción separada si había suficiente tiempo.
Los sistemas CD y TCP no se pueden utilizar con marquesinas hechas de materiales flexibles, como la marquesina de policarbonato Lexan utilizada en el F-16.
Los aviones de combate navales VTOL soviéticos , como el Yakovlev Yak-38, estaban equipados con asientos eyectables que se activaban automáticamente durante al menos una parte de la envolvente de vuelo. [ cita necesaria ]
Drag Extraction es el sistema de salida más ligero y sencillo disponible y se ha utilizado en muchos aviones experimentales. A medio camino entre simplemente "saltar de apuros" y utilizar sistemas de expulsión de explosivos, Drag Extraction utiliza el flujo de aire que pasa por el avión (o nave espacial) para sacar al aviador de la cabina y alejarlo de la nave afectada sobre un riel guía. Algunos funcionan como un asiento eyector estándar, quitando la capota y luego desplegando un conducto de arrastre hacia el flujo de aire. Ese paracaídas saca al ocupante del avión, ya sea con el asiento o después de soltar las correas del asiento, quien luego sale del extremo de un riel que se extiende lo suficiente como para ayudar a despejar la estructura. En el caso del transbordador espacial, los astronautas habrían viajado sobre un riel largo y curvo, arrastrado por el viento contra sus cuerpos, y luego habrían desplegado sus paracaídas después de caer libremente a una altitud segura.
Los sistemas de salida de asiento encapsulados se desarrollaron para su uso en los bombarderos supersónicos B-58 Hustler y B-70 Valkyrie . Estos asientos estaban encerrados en una cubierta accionada por aire, lo que permitía a la tripulación escapar a velocidades y altitudes lo suficientemente altas como para causar daños corporales. Estos asientos fueron diseñados para permitir al piloto controlar el avión incluso con la cubierta cerrada, y la cápsula flotaría en caso de aterrizajes en el agua.
Algunos diseños de aviones, como el General Dynamics F-111 , no tienen asientos eyectables individuales, sino que toda la sección del fuselaje que contiene a la tripulación puede ser expulsada como una sola cápsula . En este sistema se utilizan cohetes muy potentes y múltiples paracaídas de gran tamaño para derribar la cápsula, de manera similar al sistema de escape de lanzamiento de la nave espacial Apolo . Al aterrizar, se utiliza un sistema de airbag para amortiguar el aterrizaje, que también actúa como dispositivo de flotación si la Crew Capsule aterriza en el agua.
Un asiento eyectable cero-cero está diseñado para extraer con seguridad hacia arriba y aterrizar a su ocupante desde una posición estacionaria en tierra (es decir, altitud cero y velocidad aérea cero ), específicamente desde las cabinas de los aviones. La capacidad cero-cero se desarrolló para ayudar a las tripulaciones aéreas a escapar hacia arriba de emergencias irrecuperables durante vuelos a baja altitud y/o baja velocidad, así como de percances en tierra. Los paracaídas requieren una altitud mínima para abrirse, para dar tiempo a desacelerar hasta una velocidad de aterrizaje segura. Por lo tanto, antes de la introducción de la capacidad cero-cero, las eyecciones sólo podían realizarse por encima de altitudes y velocidades mínimas. Si el asiento fuera a funcionar desde una altitud cero (avión), el asiento tendría que elevarse hasta una altitud suficiente.
Estos primeros asientos se disparaban desde el avión con un cañón, proporcionando el alto impulso necesario en la muy corta longitud del cañón del cañón dentro del asiento. Esto limitaba la energía total y, por tanto, la altura adicional posible, ya que, de lo contrario, las grandes fuerzas necesarias aplastarían al piloto.
La tecnología moderna cero-cero utiliza pequeños cohetes para impulsar el asiento hacia arriba a una altitud adecuada y una pequeña carga explosiva para abrir la cubierta del paracaídas rápidamente para un descenso exitoso del paracaídas, de modo que el despliegue adecuado del paracaídas ya no dependa de la velocidad del aire y la altitud. El cañón del asiento libera el asiento del avión, luego el paquete de cohetes debajo del asiento se dispara para elevar el asiento a la altura. Como los cohetes disparan durante más tiempo que el cañón, no requieren las mismas fuerzas elevadas. Los asientos de cohetes cero-cero también redujeron las fuerzas sobre el piloto durante cualquier eyección, reduciendo las lesiones y la compresión de la columna.
El Kamov Ka-50 , que entró en servicio limitado con las fuerzas rusas en 1995, fue el primer helicóptero de producción con asiento eyectable. El sistema es similar al de un avión convencional de ala fija; sin embargo, los rotores principales están equipados con pernos explosivos para desechar las palas momentos antes de que se dispare el asiento.
El único avión comercial equipado con asientos eyectables fue el Tupolev Tu-144 soviético . Sin embargo, los asientos sólo estaban presentes en el prototipo y sólo estaban disponibles para la tripulación y no para los pasajeros. El Tu-144 que se estrelló en el Salón Aeronáutico de París en 1973 era un modelo de producción y no tenía asientos eyectables.
El Vehículo de investigación de alunizaje lunar (LLRV) y su sucesor, el Vehículo de entrenamiento de alunizaje lunar (LLTV), utilizaron asientos eyectables. Neil Armstrong fue expulsado el 6 de mayo de 1968, después de que Joe Algranti y Stuart M. estuvieran presentes. [20]
Las únicas naves espaciales que alguna vez volaron con asientos eyectables instalados fueron la Vostok , la Gemini y el transbordador espacial . [21]
Los primeros vuelos del transbordador espacial, que utilizaba el Columbia , eran con una tripulación de dos personas, ambos provistos de asientos eyectores ( STS-1 a STS-4 ), pero los asientos se desactivaban y luego se retiraban a medida que aumentaba el tamaño de la tripulación. [22] Columbia y Enterprise fueron los únicos dos transbordadores espaciales equipados con asientos eyectables. Se planeó equipar los orbitadores de clase Buran con asientos K-36RB (K-36M-11F35), pero como el programa fue cancelado, los asientos nunca se utilizaron.
Ningún vehículo terrestre de la vida real ha sido equipado jamás con un asiento eyectable, aunque es un tropo común en la ficción. Un ejemplo notable es el Aston Martin DB5 de las películas de James Bond , que tenía un asiento de pasajero eyectable.
