DE4002215C1

DE4002215C1 - Head support for aircraft pilot - has load relief tie hinged to side of helmet and attached to yieldable anchor

Info

Publication number: DE4002215C1
Application number: DE19904002215
Authority: DE
Inventors: Hartmut Ing.(Grad.) 7778 Markdorf De Gehse
Original assignee: Dornier Luftfahrt GmbH
Current assignee: Fairchild Dornier GmbH
Priority date: 1990-01-26
Filing date: 1990-01-26
Publication date: 1991-09-26
Anticipated expiration: 2010-01-27

Abstract

The restraint engages the helmet, together with seat belts. The restraint (34) is fitted with a load-relief tie (36) which is hinged on side to the helmet (20) or fitted accessories (25) and connects on the other side to a flexible yield anchor (40). The anchor thrusts off fixed part of the vehicle and imposes a relieving and restraining force continuously on the user's body or head. USE/ADVANTAGE - Aircraft, eg body restraint for helmet wearers using nightgoggles. Relief afforded when using ejector seat and associated goggle removal, clear of pilot ejection path.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung entsprechend dem Gattungsbegriff des Anspruches 1. Besatzungsmitglieder, beispielsweise von militärischen Luft- oder Bodenfahrzeugen sowie von Raumfahrzeugen, sind Belastungen und Beanspruchungen ausgesetzt, die während des Fluges bzw. der Fahrt über eine längere Zeitdauer und auch nur in kurzen Momenten wirksam sind. Belastungen bzw. Beanspruchungen denen dieser Personenkreis ausgesetzt ist, werden unter anderem zum Beispiel im ergonomischen Bereich durch das Gewicht von Ausrüstungsgegenständen hervorgerufen, insbesondere auch solchen, die zusätzlich zur Standardausrüstung zu tragen sind und durch ihre Anordnung das vorhandene Gleichgewicht stören. Zum Beispiel aus Flugmanövern resultierende Beschleunigungs- und Verzögerungskräfte rufen zusätzlich zur Normalbelastung eine verstärkte körperliche Beanspruchung der Besatzungsmitglieder hervor, die sich durch die zusätzlichen Ausrüstungsgegenstände noch erhöht. Zu diesen Gegenständen zählen beispielsweise Anzüge zum Schutz gegen ABC-Waffen, Laserstrahlen, A-Blitze oder dergleichen und insbesondere auch Schutzhelme mit zusätzlichen Ausrüstungsgegenständen. Zur Belastung des Kopfes, durch den an sich bereits relativ schweren Helm, kommt entsprechend neueren Entwicklungen die Anordnung von Zusatzgeräten am Helm hinzu, wie beispielsweise Nachtsichtgeräte mit Restlichtverstärkern (Nachtsichtbrillen) oder dergleichen. Das vom Kopf der Besatzungsmitglieder aufzunehmende Gewicht und die auf den menschlichen Körper einwirkenden Beschleunigungs- bzw. Verzögerungskräfte, sowie die daraus resultierenden Nickmomente rufen, besonders durch Einwirkung über längere Zeiträume, Verspannungen der Hals- und Nackenmuskulatur hervor und bewirken ein vorzeitiges Ermüden und eine Verminderung der Konzentrationsfähigkeit.The invention relates to a device according to the generic term of Claim 1. Crew members, for example of military aircraft or ground vehicles as well as spacecraft are loads and strains exposed to during flight or driving over a long period of time and are only effective in short moments. Loads or strains to which this group of people is exposed, among others for example in the ergonomic area due to the weight of equipment caused, in particular also those that in addition to Standard equipment are to be worn and, by their arrangement, the existing one Upset balance. For example, acceleration and deceleration forces resulting from flight maneuvers call for increased physical activity in addition to normal stress Stress of the crew members, which is characterized by the additional Equipment items increased. These items include for example suits for protection against ABC weapons, laser beams, A-flashes or the like and in particular also protective helmets with additional equipment. For the strain on the head, due to the already relatively heavy helmet, According to recent developments, the arrangement of additional devices on the helmet, such as night vision devices with low-light amplifiers (Night vision glasses) or the like. The weight to be absorbed by the head of the crew members and the weight acceleration or deceleration forces acting on the human body, as well as the resulting nick moments, especially due to long-term exposure, neck and throat tension Neck muscles and cause premature fatigue and Decreased ability to concentrate.

Bei einer bekannten Ausbildung ist an einem Pilotenhelm ein elektro-optisch arbeitendes Gerät angeordnet, das von einer Vorrichtung im Cockpit schwenkbar getragen wird. Das Gerät ist in Abhängigkeit von der Betätigung einer Schleudersitzeinrichtung vom Helm abtrennbar vorgesehen. Zur Aufrechterhaltung der Bewegungsfreiheit des Kopfes des Piloten ist eine Aufrolleinrichtung für die Verbindung zwischen der Aufnahmeeinrichtung und dem am Helm angeordneten Gerät vorgesehen, die bei Betätigung der Schleudersitzeinrichtung automatisch arretiert wird.In a known design, an electro-optical is on a pilot's helmet Working device arranged, which can be pivoted by a device in the cockpit will be carried. The device is dependent on the actuation of a Ejection seat device provided to be detachable from the helmet. To maintain freedom of movement of the pilot's head is a Roll-up device for the connection between the receiving device and the device arranged on the helmet provided that when the Ejection seat device is automatically locked.

Gegenüber dem Bekannten ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vom Kopf und der Wirbelsäule aufzunehmenden Belastungen während der normalen Nutzung zu reduzieren und insbesondere im Gefahrenfall, zum Beispiel beim Ausstieg der Besatzungsmitglieder eines Luftfahrzeuges mittels einer Schleudersitzeinrichtung durch Entfernen der Geräte vom Helm keine zusätzlichen Belastungen hervorzurufen. Compared to the known, it is an object of the present invention that loads to be absorbed by the head and spine during the to reduce normal use and especially in case of danger, for example when the crew members of an aircraft exit an ejection seat device by removing the devices from the helmet cause additional burdens.

Die Abtrennung am Helm angeordneter, zusätzlicher Ausrüstungsgegenstände, wie Nachtsichtbrillen oder dergleichen, soll im Gefahrenfall automatisch mit Einleitung des Ausschußvorganges wirksam werden.The separation of additional items of equipment arranged on the helmet, such as night vision goggles or the like, should automatically initiate in the event of danger of the committee process take effect.

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch die Ausbildung der Entlastungseinrichtung nach den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruches 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind gekennzeichnet durch Merkmale der dem Anspruch 1 folgenden Ansprüche.The object is achieved according to the invention by the design of the relief device according to the features of the characterizing part of the claim 1. Further advantageous configurations are characterized by features of the claims 1 following claims.

Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung lassen sich die auf den menschlichen Körper in den angegebenen Fällen einwirkenden Belastungen in gezielter Weise auf ein bestimmtes vorgegebenes Maß mit einfachen Mitteln reduzieren und damit bleibende körperliche Schäden vermeiden. Infolge der vorbestimmten Rückhaltekraft, gemäß der erfindungsgemäßen Ausbildung, wird das bei Beschleunigung und insbesondere bei Verzögerung auf den menschlichen Körper einwirkende, von der Gewichtsbelastung des Kopfes ausgehende Nickmoment reduziert. Durch die Führung des Seiles und mittels des zugbelasteten Aufrollmechanismus ist die Bewegungsmöglichkeit des Kopfes der Trägerperson im Normalfall nicht eingeschränkt. Im Fall des Ausstiegs, zum Beispiel des Piloten aus einem Luftfahrzeug mittels einer Schleudersitzeinrichtung, wird die Zusatzausrüstung am Helm entriegelt und vom Helm getrennt. Durch die Fesselung der zusätzlichen Ausrüstungsgegenstände am Helm mit dem vor dem Ausschuß abzuwerfenden Kabinendach, werden diese Ausrüstungsgegenstände am Helm aus der Ausschußbahn des Piloten entfernt.With the training according to the invention can be on the human Body acting in the specified cases in a targeted manner Reduce way to a certain predetermined size with simple means and thus avoid permanent physical damage. As a result of the predetermined retention force, according to the design according to the invention, this will occur when accelerating and especially when decelerating the human body, from the weight of the head outgoing pitch torque reduced. By guiding the rope and by means of the pull-up mechanism is the possibility of moving the head the carrier is not normally restricted. In the event of an exit, for example the pilot from an aircraft using an ejection seat device, the additional equipment on the helmet is unlocked and separated from the helmet. By tying up the additional equipment on Helmet with the canopy to be thrown in front of the committee, these become Equipment on the helmet removed from the pilot's boarding lane.

Anhand eines Ausführungsbeispieles in Anwendung der erfindungsgemäßen Ausbildung auf ein Luftfahrzeug, wird die Erfindung näher erläutert. Das Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben.Using an exemplary embodiment in application of the invention Training on an aircraft, the invention is explained in more detail. The embodiment is shown in the drawing and below using the Drawing described.

In der Zeichnung zeigtIn the drawing shows

Fig. 1 die Ausführungsform der Einrichtung in Verbindung mit dem Kabinendach und einer Schleudersitzeinrichtung eines Luftfahrzeuges und der zugehörigen Rückhalteeinrichtung in Seitenansicht, schematisiert dargestellt,The embodiment of the device in connection with the cabin roof and of a spinner seat assembly of an aircraft and the associated retaining device in side view, shown schematically Fig. 1,

Fig. 2 ein Kräftediagramm mit Bezug auf die Wirkungsweise der Einrichtung, Fig. 2 is a diagram of forces with respect to the operation of the device,

Fig. 3 die Einrichtung gemäß Fig. 1 in einer Draufsicht und Fig. 3 shows the device of FIG. 1 in a plan view and

Fig. 4 die Einrichtung gemäß Fig. 1 in einer Ansicht von vorn. Fig. 4 shows the device of FIG. 1 in a view from the front.

Bei dem in den Fig. 1, 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist mit 1 der das Cockpit 2 enthaltende Abschnitt der Fluggerätezelle bezeichnet. Das Kabinendach 5 ist gebildet aus der Kabinendachverglasung 6, die mittels eines Rahmens 6′ in üblicher Weise an die Zellenstruktur des Rumpfes anschließt. Hierbei sind nicht dargestellte Mittel für das Aufsprengen bzw. Durchstoßen der Kabinendachverglasung 6 in Verbindung mit einer Schleudersitzanlage für die Rettung der Besatzungsmitglieder in Notsituationen vorgesehen. Die Schleudersitzanlage enthält den Schleudersitz 9, gelagert am Schleudersitzrahmen 10. Der Schleudersitz weist die Rückenlehne 11, sowie die Kopfstütze 14 in bekannter Ausbildung auf. Ferner ist ein aus Schultergurten und Beckengurten 17′ bzw. 17′′ bestehendes Rückhaltesystem 17 für die Besatzungsmitglieder, ebenfalls üblicher Ausbildung, vorhanden. Für den Piloten ist der Schutzhelm 20 und als weitere Ausrüstung die Maske 21, der hier nicht näher dargestellten und beschriebenen Sauerstoff- bzw. Atemgaszulieferung, vorgesehen. Als weiterer Ausrüstungsgegenstand ist eine Nachtsichtbrille 25 mittels einer Aufnahmevorrichtung 26 am Schutzhelm 20 angeordnet. Dazu weist die Aufnahmevorrichtung 26 einen an der Nachtsichtbrille 25 angreifenden Tragarm 27 auf, der von der am Helm 20 vorgesehenen Tragarmbefestigung 28 aufgenommen ist. Die Aufnahme kann so ausgebildet sein, daß die Brille 25 verstellbar, zum Beispiel schwenkbar oder verschiebbar, gelagert ist und damit in das Gesichtsfeld oder aus dem Gesichtsfeld des Piloten verstellt werden kann.In the embodiment shown in FIGS. 1, 3 and 4, 1 denotes the section of the aircraft cell containing the cockpit 2 . The canopy 5 is formed from the canopy glazing 6 , which ' connects in a conventional manner to the cell structure of the fuselage by means of a frame 6' . Means, not shown, are provided for blowing open or piercing the cabin roof glazing 6 in connection with an ejection seat system for rescuing the crew members in emergency situations. The ejection seat system contains the ejection seat 9 , mounted on the ejection seat frame 10 . The ejection seat has the backrest 11 and the headrest 14 in a known design. Furthermore, there is a restraint system 17 for the crew members, likewise of conventional training, consisting of shoulder straps and lap belts 17 ' and 17'' , respectively. For the pilot, the protective helmet 20 and, as further equipment, the mask 21 , of the oxygen or respiratory gas supply not shown and described here, are provided. As a further item of equipment, night vision glasses 25 are arranged on the protective helmet 20 by means of a receiving device 26 . For this purpose, the receiving device 26 has a support arm 27 which engages on the night vision goggles 25 and is received by the support arm attachment 28 provided on the helmet 20 . The receptacle can be designed in such a way that the glasses 25 are adjustable, for example pivotable or displaceable, mounted and can thus be adjusted into or out of the pilot's field of view.

Mit 35 ist die erfindungsgemäße Entlastungseinrichtung bezeichnet, die dazu dient, die Normallast und bei auftretenden Beschleunigungen oder Verzögerungen des Fahrzeuges die zusätzliche Last durch am Helm angeordnete Ausrüstungsgegenstände mit ihrer Wirkung auf den Kopf des Piloten zumindest wesentlich zu verringern. Dazu weist die Entlastungseinrichtung einen Entlastungsseilzug 36 auf, der mit dem Kabinendachrahmen 6′ oder aber mit der Flugzeugstruktur 1 verbunden ist.The relief device according to the invention is designated by 35 , which serves to at least substantially reduce the normal load and, in the event of accelerations or decelerations of the vehicle, the additional load due to equipment items arranged on the helmet with their effect on the pilot's head. For this purpose, the relief device has a relief cable 36 , which is connected to the cabin roof frame 6 ' or else to the aircraft structure 1 .

Im einzelnen weist die Entlastungseinrichtung 35 eine Seilrolle 38 für das Auf- oder Abspulen des Entlastungsseiles 36 auf, die sich mittels eines Rollenträgers 39 am Kabinendachrahmen 6′ abstützt. Ferner enthält die Entlastungseinrichtung 35 eine Seilzugfeder 40, gegen deren Wirkung das Abspulen des Seiles 36 von der Seilzugrolle 38 erfolgt. Die Feder ist in bezug auf die Federcharakteristik so abgestimmt, daß die zusätzliche Belastung, hervorgerufen durch die Nachtsichtbrille 25, kompensiert wird und damit der Kopf des Piloten entgegen den durch Beschleunigungen bzw. Beschleunigungsänderungen im Hinblick auf das Gewicht des Helms und der an diesem angeordneten Ausrüstungsgegenstände auftretenden Kräfte zumindest wesentlich entlastet wird. Andererseits erlaubt die gewählte Federcharakteristik, das zur Steuerung des Flugzeuges, sowie zur Beobachtung des Geländes und des Flugraumes notwendige Bewegungsspiel des Körpers allgemein und insbesondere des Kopfes des Piloten.In particular, the relief device 35 has a rope pulley 38 for winding or unwinding the relief rope 36 , which is supported by means of a roller carrier 39 on the cabin roof frame 6 ' . The relief device 35 also contains a cable tension spring 40 , against the action of which the cable 36 is unwound from the cable pulley 38 . The spring is tuned with respect to the spring characteristics so that the additional load caused by the night vision goggles 25 is compensated and thus the head of the pilot against the accelerations or changes in acceleration with regard to the weight of the helmet and the items of equipment arranged thereon occurring forces is at least substantially relieved. On the other hand, the selected spring characteristic allows the movement play of the body in general and in particular of the pilot's head, which is necessary to control the aircraft and to observe the terrain and the flight space.

Dabei sind für den Entlastungsseilzug 36 entsprechend der Verglasung 6 halbkreisförmige Stützen 46 vorgesehen, die am Kabinendachrahmen 6′ mittels Befestigungen 47, 48 angreifen und gemeinsam eine Seilführung bzw. eine Seilabstützung 45 tragen. Für die Seilanlenkung am Helm 20 ist eine Anlenkung 49 vorgesehen, wobei die Entlastungseinrichtung 35 bzw. der Entlastungsseilzug 36 in der senkrechten Längsmittelebene E-E des Luftfahrzeuges liegt. Es können Mittel zur Anpassung der Federcharakteristik an konstruktive Gegebenheiten unterschiedlicher Flugzeugtypen und Mittel zur Änderung der Federcharakteristik in Abhängigkeit von den auftretenden, auf den Körper der Besatzungsmitglieder einwirkenden Kräfte oder die zulässigen Körperbewegungen vorgesehen sein.Here, 6 semi-circular supports 46 are provided for the relief cable 36 corresponding to the glazing, which engage on the cabin roof frame 6 ' by means of fasteners 47 , 48 and together carry a cable guide or a cable support 45 . A linkage 49 is provided for the rope linkage on the helmet 20 , wherein the relief device 35 or the relief cable 36 lies in the vertical longitudinal center plane EE of the aircraft. Means for adapting the spring characteristics to the structural conditions of different aircraft types and means for changing the spring characteristics depending on the forces occurring on the body of the crew members or the permissible body movements can be provided.

Die Fig. 2 zeigt ein Kräftediagramm. Aus der Seilkraftkomponente F und dem Gewicht G der Nachtsichtbrille 25 resultiert die durch den Schwerpunkt S der Kopf-Helm-Einheit verlaufende, resultierende Kraft F′. Fig. 2 shows a force diagram. From the cable force component F and the weight G of the night vision goggles 25 results in the resulting force F 'running through the center of gravity S of the head-helmet unit.

Für den Notfall, der einen Ausstieg des Piloten aus dem Luftfahrzeug erfordert, ist vorgesehen, die am Schutzhelm 20 angeordneten Ausrüstungsgegenstände, hier die Nachtsichtbrille 25, vom Schutzhelm 20 zu lösen und außerdem aus der Ausstiegsbahn des Piloten, gemeinsam mit dem Kabinendach 5 zu entfernen. Dazu sind aus Fig. 1 mehrere Phasen des Abwurfs des Kabinendaches 5 zu erkennen, wobei die Nachtsichtbrille 25 vom Helm 20 abgetrennt mit dem Kabinendach 5 aus der Ausschußbahn des Piloten gebracht wird. Die Entlastungseinrichtung 35 weist zu diesem Zweck einen Auslösemechanismus üblicher Bauweise auf, der in Verbindung mit einer lösbaren Verriegelung arbeitet.For emergencies that require the pilot to get out of the aircraft, it is provided that the items of equipment arranged on the protective helmet 20 , here the night vision goggles 25 , be removed from the protective helmet 20 and also removed from the pilot's exit path together with the cabin roof 5 . For this purpose, several phases of the dropping of the cabin roof 5 can be seen from FIG. 1, the night vision goggles 25 being separated from the helmet 20 with the cabin roof 5 being brought out of the pilot's reject path. For this purpose, the relief device 35 has a release mechanism of a conventional design, which works in conjunction with a releasable lock.

Zur Führung des Entlastungsseiles 36 weisen die Stützen 46 einen sich von der senkrechten Flugzeuglängsmittelebene E-E nach beiden Seiten erstreckenden, das Seil 36 aufnehmenden Längsschlitz 45 auf. Mittels dieser Art der Seilführung ist ermöglicht, daß die Trägerperson gegen die Wirkung der Entlastungseinrichtung 35 in der Lage bleibt, die für die Führung des Fahrzeuges und für Beobachtungszwecke notwendigen Kopfbewegungen auszuführen.To guide the relief cable 36 comprise the supports 46 a extending from the vertical aircraft longitudinal central plane EE in both directions, the rope 36 receiving longitudinal slot 45. By means of this type of cable guide, it is possible for the wearer, against the action of the relief device 35, to remain in the position to carry out the head movements necessary for guiding the vehicle and for observation purposes.

Claims

1. Device for relieving the body of the crew members of aircraft or ground vehicles, in particular for items of equipment additionally arranged on the protective helmet, such as, for. B. night vision goggles or the like and with a safety device engaging on the helmet in conjunction with belt systems on the vehicle seats, characterized in that

- That the relief device ( 35 ) is provided with a relief cable ( 36 ) which on the one hand by means of a linkage ( 49 ) on the helmet ( 20 ) and / or on the helmet ( 20 ) arranged equipment ( 25 ) and on the other hand to an elastic compliant element ( 40 ) connects, which is supported on fixed parts of the vehicle and constantly acts on the body or head of the crew member with a relieving restraining force (F ').

2. Relief device according to claim 1, characterized in that the device ( 35 ) has a relief cable ( 36 ) with a cable or belt pulley ( 38 ) rotatable against the action of a prestressed spring.

3. Relief device according to claim 1 or 2, characterized in that the characteristic of the spring depending on the load occurring and the acceleration and deceleration forces that occur, which act on the crew member is provided adjustable.

4. Relief device according to at least one of the preceding claims, characterized in that when the device ( 35 ) is arranged in connection with an ejection seat system ( 9, 10 ) the device ( 25 ) from the helmet ( 20 ) is provided releasably and the separation depending on the reject process takes place with a trigger mechanism by means of which the cable pulling force (F ′) can be adjusted to a strength separating the device ( 25 ) from the receiving device ( 26 ).

5. relief device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the resulting cable pulling force (F ′) from weight (G) and rope tensile force (F) through or approximately through the Center of gravity (S) of the head / helmet unit of the crew member runs.

6. Relief device according to at least one of the preceding claims, characterized in that a cable guide ( 45 ) is provided, on which the cable ( 36 ) by means of the pilot helmet ( 20 ) encompassing the cabin roof glazing ( 6 ) leads correspondingly shaped supports ( 46 ) .

7. Relief device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the cable guide ( 45 ) allows free movement of the cable ( 36 ) laterally to the vertical longitudinal center plane (EE) of the aircraft.

8. Relief device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the cable guide ( 45 ) for receiving the cable ( 36 ) is formed by a longitudinal slot extending in accordance with the shape of the supports ( 46 ).

9. Relief device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the supports ( 46 ) with the cable guide ( 45 ) of the relief device ( 35 ) by means of fastenings ( 47, 48 ) are arranged on the detachable cabin roof ( 5 ).