Asiento eyectable

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En los aviones , un asiento eyectable o asiento eyector es un sistema diseñado para rescatar al piloto u otra tripulación de un avión (generalmente militar) en caso de emergencia. En la mayoría de los diseños, el asiento es propulsado fuera del avión por una carga explosiva o un motor de cohete , llevando al piloto con él. También se ha probado el concepto de una cápsula de escape eyectable para la tripulación (véase B-58 Hustler ). Una vez fuera del avión, el asiento eyectable despliega un paracaídas . Los asientos eyectables son comunes en ciertos tipos de aviones militares.

En 1910 se produjo un escape asistido por bungee desde un avión. En 1916, Everard Calthrop , uno de los primeros inventores de los paracaídas , patentó un asiento eyectable que utilizaba aire comprimido . ^[1] Se probaron resortes de compresión instalados debajo del asiento. ^[2]

El diseño moderno de un asiento eyectable fue introducido por primera vez por el inventor rumano Anastase Dragomir a fines de la década de 1920. El diseño incluía una celda con paracaídas (una silla que se podía descargar desde un avión u otro vehículo). Se probó 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 de Francia. ^{[nota 1]}

El diseño se perfeccionó durante la Segunda Guerra Mundial . Antes de esto, el único medio de escape de un avión inutilizado era saltar ("saltar en paracaídas"), y en muchos casos esto era difícil debido a las lesiones, la dificultad de salir de un espacio confinado, las fuerzas g , el flujo de aire que pasaba por el avión y otros factores.

Los primeros asientos eyectables fueron desarrollados independientemente durante la Segunda Guerra Mundial por Heinkel y SAAB . Los primeros modelos estaban propulsados ​​por aire comprimido y el primer avión equipado con un sistema de este tipo 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 un asiento eyectable el 13 de enero de 1942 después de que sus superficies de control se congelaran y dejaran de funcionar. El caza estaba siendo utilizado en pruebas de los reactores de impulso Argus As 014 para el desarrollo de la bomba volante V-1 . Se le quitaron los turborreactores Heinkel HeS 8A habituales y fue remolcado desde la instalación central de pruebas Erprobungsstelle Rechlin de la Luftwaffe en Alemania por un par de remolcadores Messerschmitt Bf 110 C en medio de una fuerte nevada. A 2400 m (7875 pies), Schenk se dio cuenta de que no tenía control, soltó el cable de remolque y se eyectó. ^[3] El He 280 nunca llegó a producirse. El primer modelo operativo construido en el mundo que ofrecía asientos eyectables para la tripulación fue el caza nocturno Heinkel He 219 Uhu en 1942.

En Suecia, se probó una versión que utilizaba aire comprimido en 1941. Bofors desarrolló un asiento eyectable de pólvora y lo probó en 1943 para el Saab 21. La primera prueba en el aire se realizó con un Saab 17 el 27 de febrero de 1944, ^[4] y el primer uso real lo realizó 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. ^[5]

El Heinkel He 162 A Spatz , el primer avión militar operativo que se fabricó a finales de 1944, contaba con un nuevo tipo de asiento eyectable, que esta vez se disparaba con un cartucho explosivo. En este sistema, el asiento se desplazaba sobre ruedas colocadas entre dos tubos que subían por la parte trasera de la cabina . Cuando se bajaba a su posición, las tapas en la parte superior del asiento se colocaban sobre los tubos para cerrarlos. Los cartuchos, básicamente idénticos a los casquillos de escopeta , se colocaban en la parte inferior de los tubos, mirando hacia arriba. Cuando se disparaba, los gases llenaban los tubos, "haciendo estallar" las tapas del extremo y, por lo tanto, obligando 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 dos motores que impulsaban el diseño) que impulsaba una hélice de empuje ubicada en el extremo trasero del fuselaje, lo que presentaba un peligro para un escape de "rescate" normal— y algunos prototipos de aviones de finales de la guerra también estaban equipados con asientos eyectables.

Después de la Segunda Guerra Mundial, la necesidad de estos sistemas se hizo apremiante, ya que las velocidades de los aviones eran cada vez mayores y no pasó mucho tiempo antes de que se rompiera la barrera del sonido . El escape manual 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 empresa Martin-Baker el que resultó crucial.

El primer vuelo de prueba en vivo del sistema Martin-Baker tuvo lugar el 24 de julio de 1946, cuando el ajustador Bernard Lynch se eyectó de un avión a reacción Gloster Meteor Mk III . Poco después, el 17 de agosto de 1946, el primer sargento Larry Lambert fue el primer estadounidense eyectado en vivo. Lynch demostró el asiento eyectable en el Daily Express Air Pageant en 1948, eyectándose de un Meteor. ^{[6] Los asientos eyectables 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 ocurrió en 1949 durante las pruebas del} ala volante experimental Armstrong Whitworth AW52 con propulsión a chorro .

Los primeros asientos utilizaban una carga de combustible sólido para expulsar al piloto y al asiento, encendiendo la carga dentro de un tubo telescópico unido al asiento. A medida que la velocidad de la aeronave aumentaba aún más, este método resultó inadecuado para alejar al piloto lo suficiente del fuselaje. Aumentar la cantidad de combustible corría el riesgo de dañar la columna vertebral del ocupante, por lo que comenzaron los experimentos con propulsión por cohetes . En 1958, el Convair F-102 Delta Dagger fue el primer avión equipado con un asiento propulsado por cohetes. Martin-Baker desarrolló un diseño similar, utilizando múltiples unidades de cohetes que alimentaban una sola tobera. El mayor empuje de esta configuración tenía la ventaja de poder expulsar al piloto a una altura segura incluso si la aeronave estaba en tierra o muy cerca de ella.

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 (1300 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 Canberra en 1958). Después de un accidente el 30 de julio de 1966 en el intento de lanzamiento de un dron D-21 , dos miembros de la tripulación del Lockheed M-21 ^[7] se eyectaron a Mach 3,25 a una altitud de 80 000 pies (24 000 m). El piloto fue recuperado 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 contra el suelo.

A finales de la guerra de Vietnam, la Fuerza Aérea y la Armada de los EE. UU. comenzaron a preocuparse por sus pilotos que se eyectaban sobre territorio hostil y que esos pilotos fueran capturados o muertos y las pérdidas de hombres y aviones en los intentos de rescatarlos. Ambos servicios comenzaron un programa llamado asientos eyectables Air Crew Escape/Rescue Capability o Aerial Escape and Rescue Capability (AERCAB) (ambos términos han sido utilizados por la industria militar y de defensa de los EE. UU.), donde después de que el piloto se eyectara, el asiento eyectable lo llevaría a un lugar lo suficientemente lejos de donde se eyectó para que pudiera ser recogido de manera segura. A fines de la década de 1960, se emitió una Solicitud de propuestas para conceptos de asientos eyectables AERCAB. Tres empresas presentaron documentos para un mayor desarrollo: un diseño de ala Rogallo de Bell Systems; un diseño de autogiro de Kaman Aircraft ; y un mini avión convencional de ala fija que emplea un ala Princeton (es decir, un ala hecha de material flexible que se despliega y luego se vuelve rígida por medio de puntales internos o soportes, etc. que se despliegan) por Fairchild Hiller . Los tres, después de la eyección, serían propulsados ​​por un pequeño motor turborreactor desarrollado para drones objetivo. Con la excepción del diseño Kaman, el piloto aún tendría que saltar en paracaídas al suelo después de llegar a un punto de seguridad para el rescate. El proyecto AERCAB finalizó en la década de 1970 con el final de la guerra de Vietnam. ^[8] El diseño Kaman, a principios de 1972, fue el único que llegó a la etapa de hardware. Estuvo cerca de ser probado con una plataforma de tren de aterrizaje especial unida al asiento de eyección AERCAB para despegues y aterrizajes en tierra de primera etapa con un piloto de pruebas. ^[9]

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 generalmente imponen cargas más ligeras a los pilotos; la tecnología soviética de la década de 1960 y 1970 a menudo llega hasta 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 la eyección a velocidades supersónicas sería insostenible; se realizaron pruebas exhaustivas, incluido el Proyecto Whoosh con chimpancés como sujetos de prueba, para determinar que era factible. ^[11]

Las capacidades del avión de combate nuclear Zvezda K-36 se demostraron involuntariamente en el Salón Aeronáutico de Fairford el 24 de julio de 1993, cuando los pilotos de dos cazas MiG-29 se eyectaron después de una colisión en el aire. ^[12]

La altitud mínima de eyección 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 mínima de eyección 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 puesto el equipo de protección КО-15, puede eyectarse a velocidades de aire de 0 a 1.400 kilómetros por hora (870 mph) y altitudes de 0 a 25 km (16 mi o aproximadamente 82.000 pies). El asiento eyectable K-36DM cuenta con paracaídas de arrastre y un pequeño escudo que se eleva entre las piernas del piloto para desviar el aire a su alrededor. ^[13]

En un puñado de casos, los pilotos se han eyectado con éxito bajo el agua, después de verse obligados a amerizar en el agua. El primer caso registrado fue el del teniente BD Macfarlane de la Royal Navy Fleet Air Arm, cuando logró eyectarse bajo el agua utilizando su asiento de eyección Martin-Baker Mk.1 después de que su Westland Wyvern se hubiera amerizado en el lanzamiento y hubiera sido cortado en dos por el portaaviones el 13 de octubre de 1954. ^[14] También existen pruebas documentadas de que los pilotos de las armadas de los EE. UU. ^[15] e India también han realizado esta hazaña. ^{[16] [17]}

A fecha de 20 de junio de 2011 ^[update](cuando dos pilotos de la Fuerza Aérea española se eyectaron en el aeropuerto de San Javier), el número de vidas salvadas gracias a los productos de Martin-Baker era de 7.402 en 93 fuerzas aéreas. ^[18] La empresa dirige un club llamado "Ejection Tie Club" y ofrece a los supervivientes una corbata y un prendedor de solapa exclusivos. ^[19] Se desconoce la cifra total de todos los tipos de asientos eyectables, pero puede ser considerablemente mayor.

Los primeros modelos de asientos eyectables estaban equipados únicamente con una manija de eyección superior que cumplía una doble función al obligar al piloto a adoptar la postura correcta y al hacer que bajara una pantalla para proteger tanto su cara como su máscara de oxígeno de la ráfaga de aire posterior. Martin Baker agregó una manija secundaria en la parte delantera del asiento para permitir la eyección 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 la manija superior porque la manija inferior había demostrado ser más fácil de operar y la tecnología de los cascos había avanzado para proteger también de la ráfaga de aire. ^[20]

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El sistema de expulsión "estándar" funciona en dos etapas. En primer lugar, se abre, se rompe o se expulsa toda la cubierta o escotilla situada encima del aviador, y el asiento y el ocupante salen despedidos a través de la abertura. En la mayoría de los primeros aviones, esto requería dos acciones independientes por parte del aviador, mientras que los diseños posteriores de sistemas de expulsión, como el modelo 2 del asiento de expulsión de concepto avanzado (ACES II), realizan ambas funciones como una sola acción.

El asiento eyectable ACES II se utiliza en la mayoría de los cazas construidos en Estados Unidos. El A-10 utiliza palancas de disparo conectadas que activan ambos sistemas de expulsión de la cabina, seguidos de la expulsión del asiento. El F-15 tiene el mismo sistema conectado que el asiento del A-10. Ambas palancas cumplen la misma función, por lo que basta con tirar de cualquiera de ellas. El F-16 tiene solo una palanca ubicada entre las rodillas del piloto, ya que la cabina es demasiado estrecha para las palancas montadas en los laterales.

Los sistemas de salida no estándar incluyen Downward Track (usado para algunas posiciones de 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 hacia abajo 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 eyectado. Después de este desarrollo, algunos otros sistemas de salida comenzaron a usar retractores de piernas como una forma de prevenir lesiones por piernas agitadas 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 las aberturas de las escotillas situadas en la parte inferior del avión; las escotillas que se abren hacia abajo 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 de la cubierta superior delantera (dos de ellos, el de EWO y el de artillero, orientados 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 tierra o cerca de ella si el avión está en vuelo nivelado en el momento de la eyección.

Los aviones diseñados para volar a baja altura a veces tienen asientos eyectables que se disparan a través de la cubierta, ya que esperar a que se eyecte la cubierta es demasiado lento. Muchos tipos de aviones (por ejemplo, el BAE Hawk y la línea de aviones 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 eyección y destroza la cubierta 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 eyección puede ser necesaria mientras el avión está en vuelo estacionario, y arrojar la cubierta puede 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 de la cubierta es similar a la destrucción de la cubierta, pero una punta afilada en la parte superior del asiento, conocida como " diente de concha ", golpea la parte inferior de la cubierta y la rompe. El A-10 Thunderbolt II está equipado con rompedores de cubierta a ambos lados de su reposacabezas en caso de que la cubierta no se desate. El T-6 también está equipado con rompedores de este tipo si el MDC no logra detonar. En emergencias en tierra, un miembro de la tripulación de tierra o un piloto pueden usar un cuchillo rompedor unido al interior de la cubierta para romper la transparencia. Los asientos del A-6 Intruder y del EA-6B Prowler podían eyectarse a través de la cubierta, y el lanzamiento de la cubierta era una opción separada si había tiempo suficiente.

Los sistemas CD y TCP no se pueden utilizar con cubiertas hechas de materiales flexibles, como la cubierta 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 del vuelo. ^{[ cita requerida ]}

El sistema de extracción por arrastre es el más ligero y sencillo de los sistemas de salida disponibles y se ha utilizado en muchos aviones experimentales. A medio camino entre el simple "salto en paracaídas" y el uso de sistemas de expulsión con explosivos, el sistema de extracción por arrastre 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 accidentada mediante un riel guía. Algunos funcionan como un asiento eyector estándar, arrojando la cubierta y desplegando un paracaídas de arrastre en el flujo de aire. Ese paracaídas saca al ocupante del avión, ya sea con el asiento o después de soltar las correas del asiento, que luego se desliza por el extremo de un riel que se extiende lo suficiente para ayudar a despejar la estructura. En el caso del transbordador espacial, los astronautas habrían viajado en un riel largo y curvo, empujado por el viento contra sus cuerpos, y luego desplegarían sus paracaídas después de caer libremente a una altitud segura.

Los sistemas de salida de los asientos encapsulados se desarrollaron para su uso en los bombarderos supersónicos B-58 Hustler y B-70 Valkyrie . Estos asientos estaban encerrados en una carcasa accionada por aire, que permitía a la tripulación escapar a velocidades y altitudes lo suficientemente altas como para causar daños corporales. Estos asientos fueron diseñados para permitir que el piloto controlara el avión incluso con la carcasa cerrada, y la cápsula flotaría en caso de aterrizaje en el agua.

Algunos diseños de aeronaves, como el General Dynamics F-111 , no tienen asientos eyectables individuales, sino que, en su lugar, toda la sección del fuselaje que contiene a la tripulación puede ser eyectada como una sola cápsula . En este sistema, se utilizan cohetes muy potentes, y se utilizan múltiples paracaídas grandes para hacer descender la cápsula, de manera similar al sistema de escape de lanzamiento de la nave espacial Apolo . Al aterrizar, se utiliza un sistema de bolsas de aire para amortiguar el aterrizaje, y esto también actúa como un dispositivo de flotación si la cápsula de la tripulación aterriza en el agua.

Un asiento eyectable cero-cero está diseñado para extraer de forma segura hacia arriba y aterrizar a su ocupante desde una posición estacionaria en tierra (es decir, altitud cero y velocidad aerodinámica cero ), específicamente desde las cabinas de mando de los aviones. La capacidad cero-cero se desarrolló para ayudar a las tripulaciones a escapar hacia arriba de emergencias irrecuperables durante vuelos a baja altitud y/o baja velocidad, así como de accidentes 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 solo se podían realizar por encima de altitudes y velocidades aerodinámicas mínimas. Si el asiento iba a funcionar desde una altitud cero (aeronave), el asiento tendría que elevarse a una altitud suficiente.

Estos primeros asientos se disparaban desde el avión con un cañón, que proporcionaba el alto impulso necesario a través de la longitud muy corta del cañón dentro del asiento. Esto limitaba la energía total y, por lo tanto, la altura adicional posible, ya que de lo contrario, las altas fuerzas necesarias aplastarían al piloto.

La tecnología moderna de cero a cero utiliza pequeños cohetes para impulsar el asiento hacia arriba hasta una altitud adecuada y una pequeña carga explosiva para abrir rápidamente la cubierta del paracaídas y lograr un descenso exitoso, de modo que el despliegue correcto del paracaídas ya no dependa de la velocidad aerodinámica ni de la altitud. El cañón del asiento separa el asiento del avión y luego el paquete de cohetes debajo del asiento se dispara para elevar el asiento hasta la altitud. Como los cohetes se disparan durante más tiempo que el cañón, no requieren las mismas fuerzas elevadas. Los asientos cohete de cero a cero también reducen las fuerzas sobre el piloto durante cualquier eyección, lo que reduce las lesiones y la compresión espinal.

El Kamov Ka-50 , que entró en servicio limitado con las fuerzas rusas en 1995, fue el primer helicóptero de producción con un asiento eyectable. El sistema es similar al de un avión de ala fija convencional; sin embargo, los rotores principales están equipados con pernos explosivos para expulsar 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 solo estaban presentes en el prototipo y solo estaban disponibles para la tripulación, 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 aterrizaje lunar (LLRV) y su sucesor, el vehículo de entrenamiento de aterrizaje lunar (LLTV), utilizaban asientos eyectables. Neil Armstrong se eyectó el 6 de mayo de 1968, después de Joe Algranti y Stuart M. Present. ^[21]

Las únicas naves espaciales que alguna vez volaron con asientos eyectables instalados fueron Vostok , Gemini y el transbordador espacial . ^[22]

Los primeros vuelos del transbordador espacial, que utilizaron el Columbia , fueron con una tripulación de dos personas, ambas provistas de asientos eyectables ( STS-1 a STS-4 ), pero los asientos fueron deshabilitados y luego retirados a medida que aumentaba el tamaño de la tripulación. ^[23] El Columbia y el Enterprise fueron los únicos dos orbitadores del transbordador espacial equipados con asientos eyectables. Los orbitadores de la clase Buran estaban planeados para ser equipados con asientos K-36RB (K-36M-11F35), pero como el programa fue cancelado, los asientos nunca se usaron.

Ningún vehículo terrestre de la vida real ha estado equipado jamás con un asiento eyectable, aunque es un cliché 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.

• Ataques a paracaidistas : analiza las Convenciones de Ginebra sobre la Guerra de 1949, declarando ilegal atacar a tripulantes que se eyectan hasta que aterrizan.
• Club de orugas
• Índice de respuesta dinámica
• Cápsula de escape
• Sistema de escape de lanzamiento
• Bote salvavidas aerotransportado
• Bote salvavidas
• Traje de presión
• Club de ataduras de expulsión

• Terry, Gerard (agosto-noviembre de 1984). "Talkback". Air Enthusiast . Núm. 25. pág. 79. ISSN  0143-5450.

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Imagen externa
Dibujo del asiento eyectable del Martin Baker Mk 1
Dibujo del asiento eyectable del avión Martin Baker Mk 1 realizado por Flight Global

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