DE3406693C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein pyrotechnisches Verfahren zum Auswerfen eines Piloten aus einem Flugzeug, das ein Glas­ dach mit einem geneigten vorderen Abschnitt aufweist, bei welchem Verfahren auf das Glasdach mittels pyrotechnischer Einrichtungen eingewirkt wird und das Verfahren in zwei aufeinanderfolgenden Phasen abläuft, wobei in der zweiten Phase ein Teil des Glasdaches zersplittert wird, sowie eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahren.

Es ist bekannt, daß bei Militärflugzeugen das Aussteigen der Mannschaften in Notsituationen durch Auswerfen eines oder mehrerer Schleudersitze (je nach dem, ob es sich um ein mehr- oder einsitziges Flugzeug handelt) aus der Pilo­ tenkanzel erfolgt, die durch eine transparente Abdeckung beispielsweise aus "Plexiglas" geschlossen ist, welche ein geeignetes aerodynamisches Profil hat und hier als Glasdach bezeichnet wird. Offensichtlich bildet dieses Glasdach ein Hindernis für den Schleudersitz sowie den auf dem Schleu­ dersitz befindlichen Flugzeuginsassen. Auf ein Öffnen des Glasdaches vor dem Auswerfen des Schleudersitzes kann man sich nicht verlassen, denn ein solches Manöver ist nicht nur risikoreich, sondern es verbraucht auch eine beträcht­ liche Zeit, was eine entsprechende Verzögerung bedingt und sich unter gewissen Umständen verbietet.

Es ist bereits seit langem bekannt, unmittelbar (etwa eine Sekunde) vor dem Auswerfen des Schleudersitzes das Glasdach mittels pyrotechnischer Einrichtungen wie Sprengbolzen oder dergleichen abzutrennen, vergleiche zum Beispiel GB-PS 7 11 987. Dieses Verfahren mußte jedoch wieder fallen gelas­ sen werden, da man nur eine Gefahr durch eine ebenso große Gefahr ersetzte: Der ausgeworfene Schleudersitz mit seinem Inhaber einerseits und das gesamte Glasdach mit seinen scharfen Kanten und Graten andererseits befinden sich in der Luft mit unkontrollierten Bewegungen in großer Nähe, was die Gefahr einer Kollision in sich birgt.

Bei modernen Militärflugzeugen ist man daher von dieser Methode, bei der das gesamte Glasdach abgetrennt wird, ab­ gegangen. Stattdessen wird das Glasdach vor dem Auswerfen des Schleudersitzes mit Hilfe von Zündschnüren und Spreng­ ladungen zersplittert. Es entstehen daher nur kleine ver­ streute Splitter, die im Prinzip keine schweren Verletzun­ gen verursachen können, da sie normalerweise die von der Mannschaft getragene Schutzkleidung nicht zu durchdringen vermögen. Dieser Stand der Technik wird beispielsweise in der FR-PS 20 51 580 bzw. der DE-OS 21 07 853 beschrieben.

Das System des Zersplittern des Glasdaches auf pyrotechni­ schem Wege gemäß der DE-OS 21 07 853 ist von der Patentin­ haberin in großem Umfang praktiziert worden und hat sich insbesondere bei einsitzigen Flugzeugen bzw. bei dem hin­ teren Sitz von zweisitzigen Flugzeugen, bei denen das Glas­ dach parallel zur Strömungsrichtung verläuft, bewährt.

Bei Glasdächern mit einem geneigten vorderen Abschnitt, wie sie insbesondere am vorderen Sitz von zweisitzigen Flugzeu­ gen anzutreffen ist, haben sich jedoch Schwierigkeiten er­ geben. Dieser Abschnitt des Glasdaches ist nämlich gerade wegen seiner Neigung einem starken dynamischen Druck aus­ gesetzt, der gegen das Innere der Pilotenkanzel gerichtet ist und dem er unter normalen Umständen absolut standhält. Dies ist jedoch nicht mehr der Fall, wenn das Glasdach vor dem Auswerfen des Schleudersitzes auf pyrotechnischem Wege zersplittert wird. Der geneigte vordere Abschnitt, der im Augenblick t_o sofort zersplittert, ist weit davon entfernt, bis zum Augeblick t_o+ Δ t des Durchtritts des Schleuder­ sitzes durch das Glasdach zusammenhängend zu bleiben und zerbricht unter der Wirkung des dynamischen Druckes vorzei­ tig, fällt in das Innere der Pilotenkanzel und schleudert seine Trümmer in alle Richtungen und somit auch zum Teil in Richtung auf den Piloten, der sich zu dieser Zeit noch in der Pilotenkanzel befindet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum pyrotechnischen Auswerfen eines Pilo­ ten aus einem Flugzeug, das ein Glasdach mit einem geneig­ ten vorderen Abschnitt aufweist, anzugeben, bei denen trotz der Neigung des vorderen Abschnittes die Gefahr einer Ver­ letzung des Piloten möglichst gering ist.

Diese Aufgabe wird durch das im Patentanspruch 1 gekenn­ zeichnete Verfahren sowie die im Patentanspruch 2 gekenn­ zeichnete Vorrichtung gelöst.

Gemäß der Erfindung läuft somit der pyrotechnische Vorgang in zwei aufeinanderfolgende Phasen ab: In der ersten Phase wird in einer Weise, die an die in der US-PS 36 70 998 be­ schriebene erinnert, das kuppel- bzw. plattenförmige Teil des Glasdaches abgetrennt, und erst danach wird in der zweiten Phase der verbleibende vordere geneigte Abschnitt des Glasdaches, der sich über den Beinen des Piloten befin­ det, zersplittert.

Aus der DE-AS 22 28 481 war es bereits bekannt, nicht nur das ganze Glasdach, sondern insbesondere nur einen Bereich über dem Piloten im Notfall abzutrennen, um so eine Öffnung für den Ausstieg des Piloten bzw. den Ausschuß des Schleu­ dersitzes zu erhalten. Die pyrotechnischen Einrichtungen wurden hierbei in zickzackförmigen Linien auf dem Glasdach verteilt, so daß dieses in kleineren Stücken zersplittern wird, und zwar insbesondere in dem Bereich, durch den der Pilot beim Auswerfen fliegt.

Aus der US-PS 32 81 097 war es bereits bekannt, pyrotechni­ sche Einrichtungen in zwei gesonderten Gruppen mit je eige­ ner Auslösung vorzusehen. Hierbei dienen die Einrichtungen der einen Gruppe zum Abtrennen eines Teils des Glasdaches, der dem einen Schleudersitz zugeordnet ist, während die pyrotechnischen Einrichtungen der anderen Gruppe an demje­ nigen Abschnitt des Glasdaches vorgesehen sind, der dem anderen Schleudersitz zugeordnet ist.

Gemäß der Erfindung wird dagegen zunächst der­ jenige Abschnitt des Glasdaches, der sich über dem Kopf und Oberkörper des Piloten befindet, abgetrennt, und erst da­ nach wird der verbleibende Teil des Glasdaches auf pyro­ technischem Wege zersplittert. Somit wird der Zersplitte­ rungsvorgang um eine äußerst kurze Zeit verzögert, die jedoch lange genug ist, um zu vermeiden, daß Splitter den Oberkörper des Piloten erreichen. Die Splitter können allenfalls auf die Knie oder Füße des Piloten auftreffen; da sich jedoch die Knie im Augenblick des Zersplitterns mit diesem Teil des Glasdaches in Berührung befinden, haben die Splitter keine Möglichkeit, eine nennenswerte kinetische Energie zu entwickeln.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Anhand der Zeichnungen wird ein bevorzugtes Ausführungs­ beispiel der Erfindung näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht der Pilotenkanzel eines zweisitzigen Flugzeuges;

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf das Glas­ dach für den Vordersitz der Pilotenkanzel;

Fig. 3 die seitliche Folge des Auswerfverfahrens;

Fig. 4 eine Einzelheit des Schleudersitzes.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, verläuft das Glasdach 1 des hin­ teren Teils 2 des zweisitzigen Flugzeugs mehr oder weniger parallel zur Luftströmung F, in anderen Worten, dieses Glasdach 1 erstreckt sich im großen und ganzen in Strömungsrichtung. In diesem Fall, wie übrigens auch im Fall des Einzelsitzes einsitziger Flugzeuge, wo man die­ selbe Situation antrifft, gibt das System der vorherigen Ver­ splitterung des Glasdachs nach der DE-OS 21 07 853 vollständige Befriedigung, und es ist daher nicht nötig, hier die durch die vorliegende Erfindung herbei­ geführte Vervollkommnung anzuwenden; die Sicherheit des In­ habers des Rücksitzes 3 ist voll gewährleistet.

Das ist nicht der Fall bei dem vorderen Teil 4 des zweisitzigen Flugzeugs, wo die Kanzel mit einem geneigten Glas­ dach 5 ausgestattet ist, dessen Vorderabschnitt 6 einem Über­ druck P infolge der aerodynamischen Wirkung der jeweiligen Strömung unterliegt. Wenn daher das oben erwähnte System der vorherigen Zersplitterung unter denselben Bedingungen wie für den Rücksitz 2 hier angewendet wird, dann stürzt dieser Vor­ derabschnitt 6 des Glasdachs 5 aufgrund des hier herrschenden dynamischen Überdrucks P sofort nach innen, und es besteht die Gefahr, daß die Trümmer den Piloten, der den Vordersitz 7 einnimmt, verletzen, und zwar um so schwerer, je größer die Geschwindigkeit des Flugzeugs ist; die Trümmer des Glasdachs bilden sozusagen Wurfgeschosse, die den Piloten mit großer Aufschlagkraft treffen können. Die Erfindung ist daher im Interesse der Sicherheit besonders sinnvoll anwend­ bar auf diesen besonderen Fall des Vordersitzes 7 bei zwei­ sitzigen Flugzeugen mit einem geneigten Glasdach 5.

Zum besseren Verständnis wird auf Fig. 2 verwiesen, in der in größerem Maßstab das Glasdach 5 des Vordersitzes 4 in Draufsicht gezeigt ist.

Diese Figur zeigt ein Netz von Umfangspunkten zum Zersplittern durch Sprengladungen, die in zweckmäßiger Verteilung bei 8 angeordnet sind und durch eine Zündschnur 9 gesteuert werden, wie in der DE-OS 21 07 853 beschrieben. Zusätzlich zu der pyrotechnischen Einrichtung 8-9 befindet sich im hinteren Teil des vorderen Abschnitts des Glasdaches 6 eine pyrotechnische Schnur 11, die sich voll­ ständig um einen kuppelförmigen Teil 10 herum erstreckt und so ausgelegt ist, daß sie in dem Plexiglas, aus dem die Glasdächer von Flugzeugen hergestellt sind, einen durchgehend sauberen und freien Schnitt ausführt. Die Schnur 11 kann vorteilhafterweise aus einem weichen Rohrprofil aus Blei bestehen, welches mit einem Sprengstoff gefüllt und an die Innenseite des Glasdachs 5 unter Ein­ schaltung einer Silikonkautschukdichtung angeklebt ist; es werden alle Vorkehrungen zur Herbeiführung eines Hohllade­ effekts getroffen.

Wie ebenso aus Fig. 2 deutlich ersichtlich, hat der kuppel­ artige Teil 10 bei seiner Begrenzung durch die Schnur 11 eine trapezförmig verlaufende Gestalt, die eine große Hinterkante 10A gegenüber einer kleinen Vorderkante 10B aufweist, die beide kreisbogenförmig und konvex und durch von vorn nach hinten divergierende geradlinige Seiten 10C-10C miteinander verbunden sind.

Die Schnur 11 einerseits und die Schnur 9 andererseits werden einzeln und nacheinander ausgelöst, und zwar mittels einer Relaiszentrale 12 von einer Aufschlag­ zentrale 13 aus, wobei die Auslösung der Schnur 11 in einer ersten Phase t1 vor der in einer zweiten Phase t2 erfolgenden Auslösung der Schnur 9 stattfindet.

Aus Fig. 2 ist außerdem ersichtlich, daß der kuppelförmige Teil 10 des Glasdachs 5 in Richtung auf seine hintere Kante 10A durch Textilbänder oder Klebbänder 14, bei­ spielsweise aus Kunststoff, mit einem benachbarten Teil der Struktur verbunden ist. Es ist schließlich ersicht­ lich, daß der kuppelartige Teil 10 des Glasdachs 5 genau über dem Kopf und dem Oberkörper des Piloten in der Auswerfachse des Vordersitzes 7 befindet, wie es auch die übrigen Figuren zeigen.

Es folgt nunmehr unter Bezugnahme auf Fig. 3 eine Beschreibung der Aufeinanderfolge der Auswerfvorgänge in vier auf­ einanderfolgenden Phasen bei äußerst kurzen Inter­ vallen.

Bei Auslösung des Auswerfvorganges durch den Piloten auf seinem auswerfbaren Vordersitz 7 trennt in dem Zeitpunkt t1 die Schnur 11 ohne Risse den kuppelförmigen Teil 10, der sich daher augenblicklich von dem übrigen Teil des Glasdachs 5 getrennt findet, abgesehen von seiner losen Verbindung durch das Klebband 14 an seiner hinteren Kante 10A.

Dieser Trennvorgang wird vorzugsweise so geführt, daß ein kleines Spiel zwischen der hinteren Kante 10A und der benachbarten Kante der Struktur vorhanden ist, um dem abgetrennten kuppelförmigen Teil 10 eine kleine Bewegung von vorn nach hinten zu gestatten, die dank seiner divergierenden Seiten 100-100 (siehe Fig. 2) ausreichend ist, um ihn von der umgebenden Struktur zu lösen. Tatsächlich zeigt, so sauber und frei der pyrotechnische Schnitt auch sein mag, eine Großfotografie Schroffheiten, die zu einem gewissen Zusammenschluß durch Übereinandergreifen von Kristallen führen können; die geringe Weiterbewegung des kuppelförmigen Teils 10 in Richtung nach hinten sichert sein Frei­ kommen.

Der so im Zeitpunkt t1 ausgeschnittene kuppelförmige Teil 10 wird zu einer Art freiem Deckel, der praktisch sofort zur Zeit t'1 in einer Schwenkbewegung nach hinten um seine Pseudogelenke 14 herum angehoben wird, sei es auf natürlichem Wege durch die Wirkung des äußeren aero­ dynamischen Sogs, sei es zwangsläufig durch Berührung des Scheitels des Auswerfsitzes 7, dessen Bewegung begonnen hat.

Währenddessen bringt im Zeitpunkt t2 die Schnur 9 die Sprengladungen 8 für die Zersplitterung des übrigen Teils des Glasdachs 5, insbesondere seines Vorderabschnitts 6 zur Explosion. Der letztere ist in diesem Fall wahrscheinlich nicht mehr dem vollen aerodynamischen Überdruck P unterworfen, der bis zu t1 bestand, und zwar aufgrund der Öffnung des Deckels 10, was die Drücke auf beiden Seiten des Vorderabschnitts 6 auszugleichen sucht, welcher bei seiner Zersplitterung zum Zeitpunkt t2 zusammenhängend bleiben kann. Wie auch immer befinden sich in diesem Augenblick t2 die Knie des Piloten praktisch in Berührung mit dem Abschnitt 6 und gehen durch diesen unter Zer­ störung desselben hindurch, ohne Gefahr für die Beine des Piloten. Selbst unter der Annahme, daß ein Hereinstürzen des Abschnitts 6 ins Innere der Kanzel hinein stattfindet, haben diese Trümmer nicht die Zeit, eine solche Geschwindigkeit zu erreichen, um gefährliche Projektile für die Beine des Piloten darstellen zu können, die daher ohne jeden Schaden hindurchgehen werden.

So befindet sich unmittelbar danach, nämlich zum Zeitpunkt t′2 der herausgeschleuderte Pilot vollständig außerhalb der Kanzel des Flugzeugs, ohne im Hinblick auf das Glasdach die geringste Gefahr zu laufen, dessen Deckel 10 dann gegen den Rumpf zurückgeschlagen ist, wo er durch die Klebbänder 14 befestigt bleibt.

Es ist ersichtlich, daß der von dem Teil 10 gebildete Deckel seine ursprüngliche Integrität behält, da er nicht zersplittert und einfach durch Verschwenken nach hinten aus dem Weg geräumt wurde. Diese Integrität des Deckels könnte aufgrund seiner Trägheit im Augenblick des durch das Oberteil des vorderen Sitzes 7 verursachten Stoßes beeinträchtigt werden, der eine nicht unbedeutende Anfangsstrecke seiner Auswerfbahn durchlaufen und aufgrund dessen eine erhebliche Geschwindigkeit erreicht hat.

Um zu vermeiden, daß der Deckel beim Auftreffen des Sitzes 7 in Splittern davonfliegt, ist vorgesehen, auf dem Kopf des Sitzes 7A (siehe Fig. 4) einen Stoßdämpfer 15 anzuordnen, bei dem es sich um einen einfachen Anschlag 16 handeln kann, der bei 17 ange­ lenkt und mit einer Druckfeder 18 verbunden ist.

Claims (7)

1. Pyrotechnisches Verfahren zum Auswerfen eines Piloten aus einem Flugzeug, das ein Glasdach mit einem geneigten vorderen Abschnitt aufweist, bei welchem Verfah­ ren auf das Glasdach mittels pyrotechnischer Einrichtungen eingewirkt wird und das Verfahren in zwei aufeinanderfol­ genden Phasen abläuft, wobei in der zweiten Phase ein Teil des Glasdaches zersplittert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Phase darin besteht, daß nur ein genau umris­ sener kuppel- oder plattenförmiger Teil (10) des Glasdaches (5), der sich im hinteren Bereich des Glasdaches (5) unmit­ telbar über dem Kopf und Oberkörper des Piloten in der Aus­ wurfachse des Schleudersitzes (7) befindet, abgetrennt wird, wobei diese erste Phase zu Beginn des Auswerfvorgan­ ges erfolgt, und daß die zweite Phase darin besteht, daß der sich oberhalb der Beine des Piloten befindende Ab­ schnitt (6) des Glasdaches (5) zersplittert wird, wobei diese zweite Phase in demjenigen Augenblick stattfindet, in dem die Knie des Piloten diesen Abschnitt (6) des Glasda­ ches (5) erreichen.

2. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die pyrotechnischen Einrichtungen in zwei Gruppen mit jeweils eigener Auslösung angeordnet sind, von denen die Einrichtungen (11) der einen Gruppe zum Abtrennen des kuppel- bzw. plattenförmigen Teils (10) dienen und die Einrichtungen (8, 9) der anderen Gruppe zum Zersplittern des geneigten vorderen Abschnittes (6) des Glasdaches (5) dienen, und daß ein Folgeschalter (13) vor­ gesehen ist, der zunächst die Einrichtungen (11) der einen Gruppe und danach die Einrichtungen (8, 9) der anderen Gruppe auslöst.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das kuppel- bzw. plattenförmige Teil (10) des Glasdaches (5) an seinem hinteren Rand (10A) eine nachgie­ bige Verbindung (14) mit dem benachbarten festliegenden Rand der unmgebenden Struktur aufweist, so daß das kuppel- bzw. plattenförmige Teil (10) nach dem Abtrennen nach hin­ ten schwenken kann, wobei die Verbindung (14) aus einem anderen Material als dem des kuppel- bzw. plattenförmigen Teils (10), insbesondere aus einem Textil- oder Klebeband besteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das kuppel- bzw. plattenförmige Teil (10) des Glasdaches (5) von zwei geradlinigen Seiten (10C) begrenzt ist, die von vorn nach nach hinten derart diver­ gieren, daß sie ein Lösen des kuppel- bzw. plattenförmigen Teils (10) durch eine geringfügige Verschiebung nach hinten ermöglichen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückenlehne des Schleuder­ sitzes (7) an ihrem Scheitel (7A) mit einem Stoßdämpfer (15) versehen ist, der während des Auswerfvorganges mit dem kuppel- bzw. plattenförmigen Teil (10) des Glasdaches (5) in Berührung gelangt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Stoßdämpfer (15) von einem beweglichen Anschlag (16) gebildet wird, der mit einer Druckfeder (18) oder einem entsprechenden verformbaren Mittel verbunden ist.

7. Anwendung des Verfahren nach Anspruch 1 oder der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6 auf das ge­ neigte Glasdach (5) des Vordersitzes (4) eines zweisitzigen Flugzeuges.