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https://www.bbc.com/future/article/20220802-why-some-aircraft-had-downward-firing-ejector-seats
床を通って離脱する射出座席
スティーブン・ダウリング
2022 年 8 月 3 日
― 初期のジェット時代の一部の航空機は、通常の射出座席では危険すぎることが判明した。解決策？コックピットの床を通って射出する座席 ―
1957 年 5 月 1 日、ロッキードのテスト パイロットであるジャック『スーツケース』シンプソンは、カリフォルニア州パームデールの空軍基地を離陸した。
フライトが悪化するまでそう長くはかからなかった。
シンプソンは、ロッキード F-104「スターファイター」のプロトタイプをテストしていた。これは、音速の 2 倍以上で飛行できる最初の米国のジェット戦闘機である。それは当時の航空機設計の限界に達していた。
高度 30,000 フィートまで飛行した後、シンプソンのスターファイターはエルロン (機体の旋回を助ける翼の後ろのヒンジ部分) の誤動作により、高空でストンと落ちたり、荒々しく揺れたりした。シンプソンは、すぐに脱出しなければならないことを知り、27,000 フィート (8.1 km) で射出座席のハンドルを引いた。
1998年のインタビューで、シンプソンはフライトジャーナルのインタビューで、「まるで、1マイルの高さのジェットコースターの前部座席で坂道を下りているように私を座席に押しつけ、激しく勢いのある空気を今でも覚えている」と語った。「瞬間的で、約 450mph (725km/h) で私を襲った。」
シンプソンのパラシュートは安全に開き、シンプソンはこぶや打ち身だけで事故を生き延びた。しかし、彼の射出について注目に値するのは、彼がスターファイターのコックピット キャノピーからではなく、床をとおり航空機から吐き出されたことである。この若いテスト パイロットは、運命の飛行機から脱出することに成功した数少ないパイロットの 1 人である。
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第二次世界大戦中の軍用航空の発展に伴い、航空機の速度が向上したことで劇的な問題が生じた。
古くて低速の航空機は、パラシュートを装備したパイロットが飛び降りるのがはるかに簡単であったが、時速 450 マイル (724 km/h) 以上で移動する戦闘機は、ほとんど克服できない問題を引き起こした。尾翼を避ける時間である。
これは、ロッキードが設計した双発 P-38「ライトニング」戦闘機であり、第二次世界大戦中に射出座席の開発に拍車をかけた。P-38 は斬新な設計で、2 つのエンジンが尾部に接続された長いブームに収納され、中央の小さなセクションにパイロットと武装が収納されていた。飛行機の後部にある 2 つのレール舵は、厚い水平尾翼で接続されていた。これにより、P-38 が損傷した場合、脱出が非常に困難になった。パイロットのマニュアルは、損傷した P-38 から正常に脱出するための一連のステップバイステップのガイドでこれをごまかそうとしたが、おそらくパイロットがその時点で攻撃を受けている可能性があることを忘れていた。
ワシントン DC の国立航空宇宙博物館の学芸員であるアレックス スペンサーは、「緊急時に P-38 から脱出するためにパイロットがしなければならなかった旋回は、ほとんどばかげたことであった」と述べている。 「ほら、出て、翼に乗って、滑り降りて、飛行機から離れることを確認してもらいたい。飛行機が動き回っている間は、飛行機から降りたらどうなるかわからない。」
ジェット戦闘機がプロペラ駆動の戦闘機に置き換わるにつれ、特に航空機が音速を超えるようになると、高速で飛行機から逃れる安全な方法がさらに差し迫ったものになった。
最初の射出座席は、基本的に同様のパターンに従った。爆薬がパイロットの上のキャノピーを破壊し、爆発性のロケットがシートとパイロットを航空機から離して発射する。従来の航空機設計では、これはうまく機能した。しかし、初期のジェット機の時代には、エンジニアが音の壁を超えた新しい空力的課題に適応しなければならなかったため、多くの実験と斬新な設計が見られた。これにより、「T 尾翼」を特徴とするいくつかの初期のジェット機の設計が行われ、水平尾翼が垂直尾翼のより高い位置に配置された。これにより、抗力が減少し、尾翼の可動面での気流が改善された。最初に就役したジェット戦闘機の 1 つである RAF のグロスター・ミーティアは、まさにそのような構成であった。また、射出座席を備えた最初の航空機の 1 つであったが、尾が問題になるほど速く飛行しなかった。
それはすぐに変わった。
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これらのシートをテストするには、洗練されたテスト用ダミー人形がないため、実際の乗組員が必要であった
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「下方に突き出す座席を備えた航空機を見ると、エンジニアは、乗組員を座席から降ろすための多くの選択肢を持っていない」とスペンサーは言う。「これは理想的な状況ではないが、緊急事態で乗組員を救うためにおそらく唯一の選択肢であった。」
1950 年代、F-104 や米空軍の B-47 爆撃機の尾翼などの航空機は、設計者が従来の射出ボックスの外で考えなければならないことを意味した。B-47 の場合、3 人の乗組員が機内の 2 つの与圧ポッドに収容されていた。パイロットと副操縦士は通常通り脱出したが、ナビゲーターは尾部に近いポッドに収容されていたため、下向きに脱出しなければならなかった。
これらのシートをテストするには、洗練されたテスト ダミーが存在しないため、実際の乗組員が必要であった。下向きのシートをテストした最初の飛行士は、1953 年 10 月にアメリカ空軍大佐のアーサー・ヘンダーソンであり、後にポピュラー・メカニクス誌の 1955 年の記事で歴史的な急降下について詳しく述べている。 「「スウィッシュ」は、飛行機から下向きに放出される感覚を説明する最も簡単な方法である」と彼は書いている。「衝撃はないし、急速に下降するエレベーターに見られる不快感もない。そこにリラックスして座っていると、すぐに席を離れる。色の万華鏡のようなシーンが目の前に広がる。そこには停電やレッドアウトではなく、混乱のほんの少しの瞬間である。頭を動かしてベルトを見ることができるようになるまでに、シートはなくなっている。あなたは空虚の中を自由落下している。」
ヘンダーソンは、離陸前にショルダーハーネスとシートベルトで座席に固定されていた。「私は約30分間何もすることができなかったが、開いたハッチの上に座って、神と私の考えと一緒にいた。
ヘンダーソンの最初の射出は完璧に進行し、大佐はフロリダのチョチャウタチー湾に着水した。その後のテストでは、全部で 7 回行われたが、搭乗員が 440mph (708km/h) を超える速度で座席を発射するために D リングにしがみついた場合、風速によって腕が動揺し、2 人が腕を骨折したことがわかった。
スターファイターの構成は特に問題があった。最大速度に到達するために、戦闘機は航空機というよりもロケットに似ていた。空気抵抗を減らすために、短くずんぐりした主翼と水平尾翼の前縁は非常に鋭く、紙を切ることができた。地上の乗組員は、怪我を避けるために、整備中に保護キャップを装着する必要があった。ロッキードは、下向きの脱出ルートが必要であると判断した。
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航空機は非常に多くの致命的な墜落に見舞われたため、乗組員はそれを「殺人飛行機」と呼んだ
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しかし、B-47 と F-104 の初期型のダ下方射出座席には 1 つの大きな問題があった。乗組員が航空機の尾翼に衝突するのを防いだが、航空機の下に少なくとも 500 フィート (150 m) の高さが必要であった。乗務員は、航空機事故が最も頻繁に発生する離着陸時にシートが理想的とは言えないことを認識していたはずである。 F-104 の場合、1960 年代から上向きの発射座席が絶対に必要となり、多くの NATO 空軍が低レベルの戦闘機として使用し、100 フィート (30 m) 未満の高さでの訓練が行われた。
ほとんどの下向きの座席は交換されているが、おそらく今世紀半ばまで、1 機の航空機が使用される。1950 年代に初めて就役した米空軍のボーイング B-52「ストラトフォートレス」爆撃機は、ナビゲーターとレーダー ナビゲーター用の下方発射シートを備えている。これは航空機の尾翼 (水平尾翼が低く設定されており、B-52 は比較的低速) のせいではなく、2 人の乗組員が他の乗組員の下にある下甲板に座っているためである。
ソビエト連邦では、超音速のツポレフ Tu-22 "ブラインダー" 爆撃機が、尾部に搭載された 2 つの巨大なエンジンのおかげで、下向きの発射座席を必要とする別の設計であった。ツポレフの座席は、米国のモデルよりもさらに制限が厳しく、1,000 フィート (300 m) 未満では使用できなかった。これは、爆撃機が危険なほど速い着陸速度を持ち、制御するのに多大な物理的努力を必要とするため、着陸事故の影響を非常に受けやすいため、「ブラインダー」の乗組員にとって特に深刻であった。航空機は非常に多くの致命的な墜落に見舞われたため、乗組員はそれを「殺人機」と呼んでいた。その型にはまらない射出座席のセットアップが原因の一部だった可能性がある。
射出座席の技術が向上するにつれて、Martin-Baker などによって作られたシートはより強力になり、十分な時間で航空機を通過できるようになった。下向きの座席は不要になった。しかし、従来のシートが故障する事件がまだあった。最も悪名高い人物の 1 人は、米海軍初の女性戦闘機パイロットであるカラ・ハルトグリーンに関係していた。 1994 年、ハルトグリーンの F-14 トムキャットは、空母 USS エイブラハム・リンカーンに接近中に失速した。機体はひっくり返ると同時に射出され、座席は水中に向けて発射された。彼女は即死だった。
数年前、このような悲劇に対する解決策が世界に示された。 1989 年、ソ連のテスト パイロット、アナトリー・クヴォチュールは、パリ航空ショーで待望の新しい MiG-29 戦闘機で空中展示を行った。ディスプレイの終わりに向かって、鳥がエンジンの1つに吸い込まれ、地面に向かって転がった。クヴォチュールは、大勢の観客を確実に逃すために、できるだけ長く航空機にとどまった。ミグが地面に激突する 3 秒もないときに、飛行機のコックピットが地面に向かって下向きになり、彼は脱出した。燃えるミグの残骸から 100 フィート (30 m) 以内に着陸したにもかかわらず、クヴォチュールは酸素マスクによる切り傷で済んだ。
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次に、シートが出てきて、推力ベクトルを変更するロケットでまっすぐに発射するのを見たとき、大きな違いを生んだ少年 - アレックス・スペンサー
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墜落事故はテレビカメラの前で起こり、今日でも彼の安全な脱出は奇跡としか言いようがない。彼の驚くべき脱出は、ソビエトが新しい戦闘機のために考案した特別な射出座席のおかげであった。オート ジャイロ システムを装備したズベズダ K-36 は、どの方向を向いても地面から離して座席を発射するロケット システムを備えていた。
「そして、それが起こったとき、誰もが、この自動修正が行われパイロットが生き残ったのを目撃した。その時点まで、彼らはソビエトがこの能力を持っていることさえ知らなかった」とスペンサーは言う。
「それが起こったとき、それは群衆に衝撃を与えた。パイロットがその飛行機から降りた角度から、当時の射出座席では、彼をほぼ真っ直ぐ地面に撃ち落としただろう。そして、彼らが座席が出てきて、推力ベクトルを変更するロケットによりまっすぐ上に上がるのを見たとき、それは大きな違いをもたらした。 西側のエンジニアは、ソビエトがそのような技術を持っていることさえ知らなかった。
「翌日、Martin-Baker の会議室にいて、彼らがどうやってそれを試行し、そこにたどり着いたかを考えていたらよかったのにと思う。」
Martin-Baker 自身のシートにも同様の技術が採用され、ジェット パイロットは、下方にフィットするシートが適切に動作するのに十分な高さであるかどうかを心配する必要がなくなった。
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攻撃ヘリコプターは非常に低空を飛行しているため、脱出して行動を起こすことを決定するまでに、とにかく死んでいる可能性がある – ロジャー・コナー
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ただし、ヘリコプターのパイロットのことは考慮してもらいたい。航空機の設計者は、ロータリー クラフト用の同様の脱出システムを夢見てきたが、現在、ロシアのカモフ社製の 2 機のヘリコプターのみが射出座席を搭載している。 Ka-50 および 52 攻撃ヘリコプターは、シートが発火する前にローター・ブレードを解放する爆発ボルトを備えているため、衝突のリスクを回避できる。
米国のヘリコプター メーカーが真似するようなものではないが、スミソニアン国立航空宇宙博物館の学芸員であるロジャー・コナーは BBC フューチャーに語っている。「攻撃ヘリコプターは非常に低空で飛行しているため、脱出して行動を起こすことを決定するまでに、おそらくとにかく死んでいるだろう。だから、ほとんど利用されないような脱出システムの重量、複雑さ、脆弱性、コストをなぜ追加するのか?」
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仮訳終わり
BBC記事から
