Янв 02

Катапультирование вверх – формулы расчета

Большинство современных самолетов имеет кресла для катапультирования вверх. Кресло оснащено стреляющим механизмом. Этот механизм приводится в действие ручкой управления выстрелом, находящейся на поручне кресла, или же срабатывает при выдвигании шторки, вделанной в заголовник кресла (рис. 24).

Рис. 24. Общий вид катапультируемого кресла

Энергия взрыва пиропатрона стреляющего механизма должна быть такой, чтобы кресло вместе с летчиком выбрасывалось на высоту (относительно самолета) не менее 12–13 м со скоростью 18–20 м/с. Это позволяет летчику при скорости полета более 700 км/ч выйти из сферы воздушного потока и не задеть хвостовое оперение. Вообще сила, необходимая для безопасного катапультирования, зависит от скорости и высоты полета, угла наклона направляющих рельсов, а также от веса летчика и кресла.

При катапультировании вверх (относительно пола кабины) на летчика действуют:

– положительное прямолинейное ударное ускорение, возникающее при толчке в результате взрыва пиропатрона; перегрузка при этом действует в направлении голова – таз (рис. 25, а) ;

–        давление (удар) встречного потока воздуха (рис. 25, б);

– отрицательное прямолинейное поперечное ускорение, возникающее вследствие замедления горизонтальной скорости кресла из-за торможения воздушным потоком; перегрузка действует в направлении спина – грудь (рис. 25, в);

–  радиальное ускорение, возникающее при вращении кресла в воздухе; направление действия перегрузки непостоянно (рис. 25, г);

–  отрицательное прямолинейное продольное ускорение, возникающее при гашении вертикальной скорости кресла; перегрузка при этом действует в направлении таз – голова (рис. 25, г).

Таким образом, при катапультировании на летчика в течение небольшого отрезка времени действуют ускорения (перегрузки) разного направления. При больших скоростях ускорения могут достигать критических значений. Чтобы более четко уяснить, как катапультирование действует на организм человека, рассмотрим влияние каждого из ускорений, возникающих при катапультировании.

Положительное ускорение при толчке в вертикальном направлении. При катапультировании вверх в момент взрыва пиропатрона на летчика действует ударное прямолинейное ускорение (толчок), направленное от ног к голове. Перегрузка при этом направлена от головы к ногам, величина ускорения может изменяться от 10 до 20g, продолжительность действия ускорения не более 0,1–0,2 с.

Рис. 25. Перегрузки при катапультировании вверх

Ускорение, необходимое для катапультирования вверх, можно рассчитать по формуле

где

v – скорость выбрасывания летчика;

S – путь, пройденный для достижения этой скорости.

Например, определим ускорение, силу толчка и перегрузку при катапультировании вверх, если v = 20 м/с, S = 2 м и вес летчика Р = 70 кг. Для указанных условий ускорение

сила толчка

перегрузка

Под воздействием рассматриваемого ускорения летчика прижимает к сиденью, и основную нагрузку в данном случае воспринимает позвоночный столб.

Опыт показал, что ускорение 10–20g, действующее в течение 0,1–0,2 с, переносится организмом вполне удовлетворительно. За это время расстройство кровообращения не успевает наступить, а нарушения в деятельности центральной нервной системы не достигают таких степеней, как это бывает при длительном действии радиального ускорения. Тем не менее, ударное действие ускорения вызывает определенную реакцию организма. При ускорении 18g, действующем в течение 0,2 с, иногда ощущаются боли в ягодицах, в поясничном, грудном или шейном отделах позвоночника, иногда в подложечной области. Наряду с этим отмечается учащение пульса и дыхания, повышение кровяного давления, замедление ответных реакций организма. Все эти явления полностью проходят через 3–5 мин после катапультирования.

При тренировочном катапультировании увеличение частоты пульса и дыхания, а также повышение; кровяного давления в большинстве случаев начинается за 3–5 мин до катапультирования. Это говорит о том, что указанные реакции организма возникают в результате нервно-эмоционального напряжения, связанного с ожиданием предстоящего катапультирования.

Большие ударные ускорения могут стать причиной повреждений позвоночника и других частей тела. Во избежание повреждений исключительно важно, чтобы летчик перед катапультированием принял правильную исходную позу и фиксировал свое тело в кресле. Если туловище недостаточно фиксировано в кресле, то вектор ускоряющей силы может быть направлен под углом к позвоночнику и вызовет большой изгиб его шейного и поясничного отделов. Это может привести к повреждению позвоночника. Несмотря на то, что поясничный отдел позвоночника значительно прочнее шейного, при больших перегрузках и неправильном положении тела в кресле повреждается чаще всего именно поясничный отдел. Это объясняется тем, что на поясничный отдел опирается вся верхняя часть тела (ее вес составляет примерно 55% веса тела), а на шейный отдел – только голова (ее вес равен 7% общего веса тела). Предельные нагрузки для шейных позвонков возникают при ускорении 27g, для поясничных – при ускорении 23 g (в обоих случаях длительность действия ускорения 0,1 с, скорость нарастания ускорения до 345g в 1 с). После достаточной предварительной тренировки, при хорошей фиксации тела в кресле и рациональной позе, при строгом соблюдении всех мер предосторожности человек удовлетворительно переносит и ускорение 23 g длительностью 0,1 с. Тем не менее исследования показали, что максимальным физиологически допустимым ускорением при катапультировании вверх нужно считать ускорение 20 g при общей длительности его действия 0,15–0,2 с.

Похожие статьи:

  1. Катапультирование вверх – избежание неблагоприятных последствий Во избежание неблагоприятных последствий при катапультировании рекомендуется плотно фиксировать туловище...
  2. Устойчивость человека к ускорениям и критерии ее оценки Оценка устойчивости организма к действию ускорений зависит от характера выбранного...
  3. Направление перегрузки, вектор перегрузки, терминалогия перегрузок А. В. Иванов, И. А. Цветков Практика авиации, поставив человека...

автор admin



Написать ответ

Вы должны войти чтобы комментировать.