射出座席、スカイガードのスカイガード

パイロットの命を救う最後の防衛線は戦闘機の射出救命システムだと言う人もいる。

第二次世界大戦以降、航空機の飛行速度は時速500kmを超えました。これほどの高速飛行では、パイロットは強風に逆らって客室から出てパラシュートを降下することができなくなり、パラシュート降下中にパイロットが翼に吹き飛ばされて死亡することも珍しくありません。軍用航空救命の実践では、航空機からより速く離れるほど、パイロットの安全が高まることが観察されています。

射出救命法は第二次世界大戦中にドイツ軍によって初めて提案されました。その後、開放型射出座席、着脱式射出座席、射出コックピットなど様々な形態に発展してきました。本質的には、それらはすべて、パイロットを航空機から脱出させ、パラシュートを使用して着陸するための動力装置に依存しています。

これらの中で最も広く使用されているのは射出座席です。英国の射出座席メーカー、マーティン・ベーカー社が製造したMKシリーズの射出座席だけでも、7,675人の飛行乗務員の命を救った。

ハインケル He 219 は、射出座席を装備した世界初の航空機でした。

画像出典: wikipedia

射出座席は通常、操縦席として使用されます。飛行機が危機的な状況に陥り、救命が不可能になった場合、パイロットは脱出救命システムを作動させます。射出座席のコントロールハンドルは通常、パイロットの膝の間にあり、明るい色の引き輪になっています。上方に引くだけで射出救命システムが自動的に作動し、脱出時間が大幅に短縮され、パイロットの脱出成功の可能性が高まります。

黄色のプルリングは射出座席のコントロールハンドルです。画像出典: wikipedia

ハンドルを引くと、カバー噴射ロケットが自動的に点火し、コックピットのガラスカバーが持ち上がり、後方に投げ出されます。これが排出の第一段階です。戦闘機がキャノピー射出装置を使用すれば、速度ははるかに速くなり、待ち時間もほとんどなくなります。キャノピーの起爆コードはガラスを正確に粉砕し、排出チャネルを開きます。

天蓋は湾曲した起爆コードで覆われています。

画像出典: Guangyu Liu、小型起爆コード用スズ系合金の微細構造と機械的特性

最初にガラスハッチを持ち上げてからシートを排出する排出方法の概略図。画像出典: wikipedia

救命通路が開いている間、射出座席の動力装置が自動的に作動します。まず、座席の背面にあるイジェクターがパイロットと座席を押し上げ、キャビンから切り離します。同時に、シートに内蔵された緊急酸素供給システムがパイロットに酸素を供給し始め、シートベルトが自動的にロックされ、パイロットをシートバックにしっかりと固定して、激しい操縦によるパイロットへの危害を防ぎます。

すると、座席の下のロケットエンジンが始動し、人と座席が急加速し、あっという間に「ロケット」上の安全な高さまで上昇しました。このときの過負荷は 10G を超えるほど高く、そのような過負荷により人は一時的に意識を失うことになります。パイロットがまだ意識があれば、墜落した飛行機が彼の下で前方に飛び続けるのが見えたはずだ。

新しい射出座席は、機体の姿勢や速度などのデータを収集し、射出軌道を自動制御し、機体の姿勢が悪い場合にパイロットが地面に向かって「頭から」射出することを防ぐことができる。そのため、極めて低い高度でも作動し、航空機が速度ゼロ、高度ゼロのときに「ゼロゼロ射出」を実行することもできます。

2003年のマウントホーム航空ショーでは、F-16のパイロットは墜落の0.8秒前に脱出に成功し、軽傷を負っただけで済んだ。

画像クレジット: SSgt Bennie J. Davis III

戦闘機が2人乗りの場合、片方の射出座席のハンドルを引くと、両方のパイロットが機内から射出される点に留意する価値がある。これは 2 つの考慮事項に基づいています。まず、一度射出されてしまうと機体の外観が破壊され、正常に飛行することができなくなるため、他のパイロットが機内に留まる必要がなくなります。第二に、仲間が無力化され、自力で救出できない場合に、仲間の脱出を助けることができます。射出座席やその他の部品が空中で衝突するのを防ぐため、パイロット２人は約１秒間隔をあけて、次々に射出されます。

脱出時に前部座席と後部座席が同時に脱出することはありません。

画像提供: 米海軍

航空機からの離脱に成功すると、射出座席の背面にある小さなパラシュートが自動的に展開されます。このパラシュートは安定化ダンピングパラシュートと呼ばれ、座席の飛行姿勢を安定させるために使用されます。安定化ダンピングパラシュートの調整とエンジンの微調整により、操縦士と座席は慣性による回転を徐々に止め、パラシュートを開くのに適した速度まで減速しました。

射出後、座席の後ろにある安定パラシュートが開きます

画像提供: 米海軍

パラシュートを開く準備段階になると、重いシート本体は基本的にその役割を終えたことになります。パラシュートオープナーは、座席に収納されたパラシュートを発射し、パイロットと救命バッグをつなぎます。同時に、残りの安全ベルトが自動的に開き、人が座席から離れます。これは、ロケットが離陸するプロセスに少し似ています。カタパルトとロケットエンジンからなる2段推進装置が「ロケット」に動力を供給し、各コンポーネントは任務を終えると分離します。 「ロケット」が実際に輸送する「積荷」は、射出されたパイロット自身です。打ち上げロケットは、ミッションを遂行するために衛星や宇宙船などの搭載物を宇宙に送り出す一方、危機の際に貴重な「搭載物」を守るために、特殊な「ロケット」である射出座席が宇宙に打ち上げられる。パラシュートが開いてから2〜3秒以内に、数十平方メートルの大きなパラシュートが完全に展開し、パイロットを運んでゆっくりと着陸することができます。

射出座席を備えたパラシュートが試験員を降下させた。

画像提供: 国防総省 / 軍事関係

着陸に成功したからといって、完全に危険が去ったということではありません。空中からパラシュートで降下したパイロットが、無人の荒野や森林、さらには海上に着陸し、救助が到着するまでにあらゆる過酷な自然環境に一人で立ち向かわなければならない可能性も十分にあります。このとき、パラシュートの下に固定された救命バッグが役立ちます。射出救命システムの一部として、救命バッグは通常、座席の下に保管されます。脱出による人命救助の重要な瞬間に、パイロットが救助を要請するのを助ける信号発生器、測位装置、その他の装置を提供することができます。救命いかだ、医薬品、日用品などを備え、救助を待つ間、パイロットのバイタルサインを維持することができます。

戦時中であれば、状況はさらに複雑になります。孤独なパイロットは通常、敵が非常に興味を持っている価値の高いターゲットです。そのため、パラシュート降下を成功させたパイロットは、率先して身を隠し、救命キット内の武器を使用して身を守り、自軍による捜索と救助を待つ必要があります。

米国州兵第169戦闘航空団が装備するサバイバルキットと護身用武器

画像提供: サウスカロライナ州空軍州兵

「安全第一」の旅客機と違い、戦闘機は対決や対立が本来の目的です。戦闘機のパイロットは、空中戦場を音速の数倍の速度で鋼鉄の刃を飛ばします。刃先が踊り、彼らはさらなる危険に直面する運命にある。射出救命システムは、危機的な瞬間に軍の飛行要員に最後の保護層を提供します。射出が成功するということは、兵士が戦場から無事に帰還できることを意味します。将来的には、無人機が人間に代わって戦争に勝利できるようになるかもしれないが、それまでは、空域を警備するという重荷を担う人間が依然として必要となるだろう。

制作：中国科学普及協会

著者: アロイシウス

プロデューサー: 中国科学博覧会

この記事は著者の見解のみを表しており、中国科学博覧会の立場を代表するものではありません。

この記事は中国科学博覧会（kepubolan）に最初に掲載されました。

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