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Diese
Erfindung betrifft einen Schleudersitz und insbesondere einen Schleudersitz
mit einem Windstoßschutzsystem.
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Schleudersitze
werden üblicherweise
in Militärflugzeugen
verwendet, wo das Risiko des Versagens des Flugzeuges oder der Beschädigung im Kampf
hoch ist. Schleudersitze erlauben, daß die Flugzeugbesatzung aus
dem betroffenen Flugzeug entkommen kann, und stellen typischerweise
ein sicheres und verlässliches
Mittel für
das Entkommen zur Verfügung.
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Schleudersitze
sind seit langem mit Arm- und Bein-Haltesystemen ausgestattet worden,
die dazu dienen, die Arme und Beine der Flugzeugbesatzung während des
Herausschleuderns in einer sicheren Position zu sichern. Während des
normalen Fluges muß es
natürlich
ermöglicht
werden, daß die
Arme und Beine der Flugzeugbesatzung frei sind, um das Flugzeug
zu steuern. Während
des Herausschleuderns ist es jedoch wichtig, die Arme und Beine
der Flugbesatzung in eine sichere Position zu bewegen und die Arme
und Beine in dieser Position zu sichern, um Verletzungen zu vermeiden,
die verursacht werden können,
indem entweder Gliedmaßen
herumfliegen und die Seite des Cockpits treffen oder als ein Ergebnis
der Trägheitskräfte, die
von ausgestreckten Gliedmaßen
erlitten würden.
Wenn der Schleudersitz das Flugzeug verlässt, ist die den Sitz besetzende Person
durch die Vorwärtsgeschwindigkeit
des Flugzeuges einem heftigen Windstoß ausgesetzt, der weiteres
Herumfliegen der Gliedmaßen
verursachen wird, wenn die Gliedmaßen dieser Person nicht angeschnallt
sind. Ebenso wie Verletzungen der Gliedmaßen sind auch Nackenverletzungen
eine Gefahr. So sehen einige Schleudersitze Nackenhaltesysteme vor,
die den Kopf der Flugzeugbesatzung während des Herausschleuderns
in einer sicheren Position sichern.
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Ein
wichtiger Nachteil der gegenwärtig
verfügbaren
Arm- und Bein-Haltesysteme und Nacken-Haltesysteme ist, daß es erforderlich
ist, daß die
Flugbesatzung die Haltesysteme selbst anlegt oder sich von Hand
damit verbindet. Die Schwierigkeit dieser Aufgabe kommt zusammen
mit der Tatsache, daß die
Flugzeugbesatzung wahrscheinlich umständliche NBC-Schutzkleidung trägt. Üblicherweise ist daher Hilfe
erforderlich, damit die Flugzeugbesatzung richtig mit dem Haltesystem
verbunden wird.
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Während des
Herausschleuderns stellt die Kombination aus der Flugbesatzung und
dem Schleudersitz kein sehr aerodynamisches Profil dar und leidet
daher an einem ziemlich hohen Luftwiderstandskoeffizienten. Je geringer
die Masse der den Schleudersitz besetzenden Person ist, umso größer ist
somit die Entschleunigung, die während
des Herausschleuderns erfahren wird. Aus diesem Grund können Personen
mit geringerer Masse bei hohen Geschwindigkeiten nicht sicher herausgeschleudert werden
und die Fluchthülle
von Personen mit höherer Masse
ist beschränkt.
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US-Patent
Nr. 4,592,523 offenbart ein Schleudersitz-Haltesystem, das ein aufblasbares
Teil einsetzt, um beim Herausschleudern des Sitzes um den Körper einer
Person herum ein Netz in eine Halteposition zu bewegen, mit der
Intention, die Gliedmaßen
und den Kopf der Person zurückzuhalten.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die mit den vorgenannten
Problemen, die mit Schleudersitzen und Haltesystemen dafür assoziiert sind,
assoziierten Probleme abzumildern oder zu überwinden zu suchen.
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Demgemäß stellt
die vorliegende Erfindung einen Schleudersitz mit einem Windstoßschutzsystem
zur Verfügung,
das einen aufblasbaren Vorhang umfasst, der auf dem Schleudersitz
verstaut und entfaltbar ist, um mindestens im wesentlichen eine
den Sitz besetzende Person einzuhüllen, wobei der Schleudersitz
zwei Seiten hat und der aufblasbare Vorhang entlang einer Seite
des Schleudersitzes zur Entfaltung über die Front des Schleudersitzes
von einer Seite zur anderen Seite verstaut ist.
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Geeigneterweise
ist ein Befestigungsmittel zum Befestigen einer Kante des aufblasbaren
Vorhangs an der anderen Seiten des Schleudersitzes nach Entfaltung
vorgesehen.
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Alternativ
ist ein weiterer aufblasbarer Vorhang entlang der anderen Seite
des Schleudersitzes zur Entfaltung über die Front des Schleudersitzes
zu der einen Seite hin verstaut.
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Geeigneterweise
ist ein Befestigungsmittel zum Befestigen einer Kante des aufblasbaren
Vorhangs an einer Kante des weiteren aufblasbaren Vorhangs vorgesehen.
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Vorzugsweise
umfasst das Befestigungsmittel ein Befestigungssystem aus Haken
und Öse.
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Vorteilhafterweise
ist der aufblasbare Vorhang in einem Behälter verstaut, der an dem Schleudersitz
befestigt ist.
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Geeigneterweise
ist der Behälter
mit einem Schlitz versehen, durch den der aufblasbare Vorhang entfaltet
werden kann.
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Alternativ
ist der Behälter
mit einer vorgeschwächten
Fläche
versehen, die bei Entfaltung des aufblasbaren Vorhangs brechbar
ist, um das Ausbrechen des Vorhangs durch die vorgeschwächte Fläche zuzulassen.
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Geeigneterweise
schließt
der aufblasbare Vorhang einen aufblasbaren Rahmen ein, der die Form
des aufblasbaren Vorhangs definiert und die Starrheit desselben
verbessert.
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Vorteilhafterweise
umfasst der aufblasbare Rahmen eine Mehrzahl aufblasbarer Rippen.
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Um
die vorliegende Erfindung leichter verstehen zu können, werden
nunmehr Ausführungsformen
derselben beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben werden, in denen:
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1 eine perspektivische Ansicht eines Schleudersitzes
ist, der die vorliegende Erfindung verkörpert, und einer im Schleudersitz
sitzenden Person; und
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2 eine perspektivische Ansicht eines weiteren
Schleudersitzes mit einem entfalteten Windstoßschutzsystem ist, der nicht
innerhalb des Schutzumfanges der Erfindung liegt.
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Bezugnehmend
auf 1 umfaßt ein Schleudersitz 1,
der die vorliegende Erfindung verkörpert, einen im wesentlichen
horizontalen Sitzabschnitt 2, eine zurückgelehnte, nahezu vertikale
Rückenlehne 3,
eine Kopfstütze 4 und
ein Windstoßschutzsystem 5.
Mit Ausnahme der Einbeziehung des Windstoßschutzsystemes 5 beruht
der Schleudersitz 1 auf der Konstruktion herkömmlicher
Schleudersitze, ebenso wie die Befestigungsmittel, mit denen der
Schleudersitz am Flugzeug befestigt ist. Eine Person O ist im Schleudersitz 1 sitzend
dargestellt.
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Im
veranschaulichten Beispiel, das in 1 dargstellt
ist, umfasst das Windstoßschutzsystem
ein Paar längliche
Behälter 6,
die an gegenüberliegenden
Seiten des Schleudersitzes befestigt sind und die im wesentlichen
den Konturen der Seite des Schleudersitzes 1 folgen, d.h.
entlang der Vorderkante des Sitzabschnittes 2, entlang
des horizontalen Sitzabschnittes 2 und dann entlang der
Rückenlehne 3.
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Der
Behälter 6 hat
einen länglichen
Schlitz 7, der entlang seiner Länge ausgebildet ist. In Bezug auf
den Schleudersitz 1 zeigt der Schlitz 7 nach vorne.
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Nunmehr
bezugnehmend auf die 1 und 2 schließt jeder Behälter 6 eine
pyrotechnische Ladung, einen Zündmechanismus
(nicht dargestellt) und einen aufblasbaren Vorhang 8 ein.
Der aufblasbare Vorhang 8 ist eng gefaltet und im Behälter 6 verpackt,
um den minimalen Raum einzunehmen.
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Ein
Schleuderkontrollsystem steuert die Schleudersequenz und steuert
somit das Herausschießen
des Schleudersitzes aus dem Flugzeug und synchronisiert das Entfernen
des Kabinendaches durch explosives Abtrennen oder andere Mittel mit
dem Herausschleudern des Sitzes, um die Möglichkeit eines Zusammenstoßes zwischen
dem Kabinendach und der den Sitz besetzenden Person zu minimieren.
In einem Schleudersitz, der die vorliegende Erfindung verkörpert, ist
das Schleuderkontrollsystem auch so betreibbar, daß es ein
Zündsignal an
den Zündmechanismus
in jedem der Behälter 6 sendet,
so daß das
Windstoßschutzsystem
während der
Schleudersequenz entfaltet werden kann. Das Zündsignal löst den Zündmechanismus in jedem Behälter 6 aus,
wodurch die pyrotechnische Ladung gezündet wird. Die pyrotechnischen
Ladungen erzeugen schnell Verbrennungsgase, die die entsprechenden
aufblasbaren Vorhänge 8 füllen, wodurch
die Vorhänge 8 aus
den entsprechenden länglichen Schlitzen 7 in
den Behältern 6 herausgedrückt werden.
Die Vorhänge 8 brauchen
ungefähr 20 Millisekunden,
um sich vollständig
aufzublasen.
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Im
entfalteten Zustand, der in 2 dargestellt
ist, die nicht in den Schutzumfang der Erfindung fällt, stehen
die Vorhänge 8 aus
den länglichen
Behältern 6 hervor
und hüllen
die den Sitz besetzende Person ein, wobei die Führungskanten 9 der
zwei Vorhänge 8 sich
in der Mitte treffen. Auf diese Weise werden die Gliedmaßen der
Person und der Kopf der Person in sicheren Positionen innerhalb
der Vorhänge 8 gehalten
und sind vor Verletzung während
des Herausschleuderns geschützt.
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Die
aufblasbare Struktur, die durch die zwei Vorhänge 8 definiert wird,
ist im wesentlichen starr, wenn sie aufgeblasen ist. Die Starrheit
der Struktur kann durch Einbeziehung eines aufblasbaren Rahmens
in den Vorhang verbessert werden. Beim Aufblasen dient der aufblasbare
Rahmen innerhalb des Vorhangs, einschließlich zum Beispiel aufblasbarer Rippen,
dazu, die Form der aufblasbaren Struktur zu definieren und ihr Festigkeit
hinzuzufügen.
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Vorzugsweise
können
die Führungskanten 9 auch
mit zusammenwirkenden Befestigungsmitteln versehen sein, um dabei
zu helfen, daß die
zwei Kanten aneinander befestigt bleiben, wenn die zwei Kanten miteinander
in Kontakt kommen. Zum Beispiel kann ein Befestigungssystem aus
Haken und Öse entlang
der Kanten der zwei Vorhänge 8 verwendet werden.
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Im
oben beschriebenen Beispiel ist das Windstoßschutzsystem so beschrieben,
daß es
entlang der Seiten des Schleudersitzes zur Entfaltung nach vorne
und um die den Sitz besetzende Person herum verstaut ist. Andere
Stau- und Entfaltungskonfigurationen sind möglich, wie etwa zum Beispiel: Seitenverstauung,
bei der ein einziger Vorhang nur von einer Seite des Sitzes entfaltet
wird, vorzugsweise zur Befestigung an der gegenüberliegenden Seite des Sitzes.
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Das
Vorsehen einer aufblasbaren Struktur um die den Sitz besetzende
Person herum dient auch dazu, einen niedrigeren Luftwiderstandskoeffizienten für die resultierende
Struktur als diejenige bereitzustellen, die für eine herkömmliche Kombination aus einem
Schleudersitz und einer diesen besetzenden Person erhalten werden
kann. Die Verringerung des Widerstandskoeffizienten der resultierenden
Struktur bedeutet, daß Personen
mit geringerer Masse sicherer bei Geschwindigkeiten herausgeschleudert
werden können,
die gegenwärtig
als unsicher angesehen werden, und eine existierende Flugzeugbesatzung
wird ihre Fluchthülle
vergrößert haben.
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Statt
eine pyrotechnische Ladung zu verwenden, um Verbrennungsgase zu
erzeugen, die den Vorhang aufblasen, kann eine Zufuhr eines komprimierten
Gases mit niedrigem Molekulargewicht verwendet werden, um die Aufblaszeiten
zu verbessern. Die Zufuhr von komprimiertem Gas würde vorzugsweise
in den Behälter 6 eingebaut
werden, der den aufblasbaren Vorhang 8 aufnimmt, so daß die Aufblaszeit
nicht damit verschwendet wird, das Gas von der Zufuhr für das komprimierte
Gas zum aufblasbaren Vorhang zu transportieren. Eine pyrotechnische
Ladung könnte
immer noch verwendet werden, um die Zufuhr des komprimierten Gases
zu öffnen.
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Der
Behälter
kann mit einer vorgeschwächten
Fläche
entlang ihrer Länge
anstelle des Schlitzes 7 versehen sein. Die vorgeschwächte Fläche ist durch
die Entfaltung des entfaltbaren Vorhanges aufbrechbar, um das Ausbrechen
des Vorhangs durch die vorgeschwächte
Fläche
zuzulassen.
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Statt
eines Schlitzes 7 oder einer vorgeschwächten Fläche kann auch ein angelenkter
Verschluß verwendet
werden, wobei der Verschluß aufschwenkt,
um zu ermöglichen,
daß der
aufblasbare Vorhang sich entfaltet.
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Die
aufgeblasene Struktur, die das Windstoßschutzsystem umfasst, kann
aufgeblasen bleiben oder kann nach dem Herausschleudern bewusst entlüftet werden.
In dem Fall, wenn das Windstoßaufblassystem
aufgeblasen bleibt, besteht die Möglichkeit, die aufgeblasene
Struktur als eine Form von Rettungsfloß zu verwenden.