DOMÁN László
MH Légijármű Javítóüzem, főtechnológus, PhD hallgató, doman.laszlo79@gmail.com
Katonai Műszaki Doktori Iskola, Nemzeti Közszolgálati Egyetem
Kivonat:A különböző speciális vészelhagyást biztosító és segítő eszközök a helikopter személyzetének, esetleg az utasainak és a légijármű egészének a túlélőképességét biztosítják, amennyiben a helikoptert olyan találat éri vagy olyan jellegű meghibásodás következik be, hogy az azonnali kényszerleszállás elkerülhetetlenné válik.
Kulcsszavak:vészelhagyás, helikopter, túlélés
Abstract: The helicopter’s emergency evacuation equipment ensures the survival of the helicopter crew, or passengers and the whole aircraft in case of emergency. If the helicopter is forced to make a landing due to technical problems caused by failure of or damage to vital systems.
Keywords:emergency evacuation, helicopter, survival
1. BEVEZETÉS
A katonai helikopterek tevekénységük jelentős részét az ellenség tűzhatás-körzetében folytatják, így egy esetleges találat esetén bekövetkezhet jelentős sérülésük, illetve ennek következményeként irányíthatóságuk teljes vagy részleges elvesztése. Ekkor a személyzet túlélésének érdekében biztosítani kell a helikopterből történő vészelhagyás lehetőségét, mivel a helikopter nem volt képes kivédeni az ember által létrehozott ellenséges környezet hatásait.
Amikor a hajtómű meghibásodik vagy valamilyen oknál fogva lekapcsolódik a forgószárny rendszerről, valamilyen más erőt kell felhasználni a forgószárny lapátok forgásának fenntartásához és így a vezérelt/irányított repülés folytatásához egészen a földet érésig. A helikopter süllyedése közben az áramló levegő szolgáltatja azt az energiát, ami szükséges a lapátok aerodinamikai ellenállásának leküzdésére és a forgatására. A helikopter ilyen jellegű süllyedését autorotációnak hívjuk [1], amit a helikoptervezetők a legtöbb esetben alkalmaznak a kényszerleszállás esetén.
Azonban ez a módszer, még kedvező magasság és sebesség mellett sem kockázatmentes.
Függésből, nagy repülési sebességen és földközeli magasságban pedig nem is hajtható végre biztonságosan [2].
2. EJTŐERNYŐ, MINT MENTŐ ESZKÖZ 2.1. Pilóta mentőernyő alkalmazása
A helikopterek a repüléseiket a harctevékenység során kis magasságon és a feladat függvényében általában a legnagyobb sebességgel hajtják végre. Többek között a nagy vízszintes sebesség mellett könnyebb alkalmazni a nemirányítható fegyverzetet, illetve a légvédelemnek a földközelben (kb. 5 és 15 m között) repülő helikoptert nehezebb felderíteni.
A gyakorlati tapasztalatok azt mutatják, hogy a feladatukat földközeli repülési magasságon teljesítő, sérült, kormányozhatatlanná vált katonai helikopterek személyzeté számára az ejtőernyővel történő kiugrás nem jelent reális védelmet, mivel az nem képes működésbe lépni
82
(kinyílni és belobbanni) [2]. Emellett az ejtőernyő alkalmazását korlátozza, hogy csak az erre kiképzett személyek használhatják, a gép utasai nem, valamint zuhanáskor történő kiugráskor fennáll a helikopterrel történő ütközés veszélye. Az ejtőernyő felhasználhatóságának korlátját jelenti a pilóta fizikai képessége és a helikopter nagy sebessége, bonyolult mozgása és ebből adódó erőhatások, amelyek a gépelhagyást megakadályozzák, vagy korlátozzák [3].
2.2. Katapultálás helikopterből
A katapultálás az alábbi veszélyeket hordozza magában:
földközelben, bedöntött helyzetű helikopterből történő katapultáláskor fennáll a talajhoz csapódás veszélye;
szerkezetileg nehéz az oldalirányba repülő ülés előre és oldalra történő pörgésének kiküszöbölése;
nem kellően tisztázott az oldalirányú túlterhelés emberi szervezetre gyakorolt kedvezőtlen hatásai.
A fentiek alapján belátható, hogy a korszerű követelményeknek megfelelő, nulla repülési magasság és sebesség mellett történő katapultálás csak felfelé irányba történhet. Ennek azonban elengedhetetlen feltétele az egész forgószárny, vagy csak lapátjainak előzetes eltávolítása. Az elvégzett vizsgálatok szerint a forgószárnyat, valamint a fülketetőt lerobbantó és az ülést kilövő rendszer szinkronizálása, illetve a véletlen működésbe lépésének megakadályozása, meglehetősen költséges és bonyolult feladat.
A rendszer legerősebb korlátját a pilóta gyorsulásából adódó túlterhelése jelenti. Az ejtőernyővel történő vészelhagyáshoz hasonlóan, kizárólag a helikoptert vezető személyzet esetében lehet megoldás. Jelenleg Ka-50/52 típusú harci helikopterek rendelkeznek ilyen típusú üléssel. A К-37-800М katapult ülés két részből áll: egy ülésből és egy fedélzeti részből. A rendszert úgy tervezték, hogy a Ка-50 és a Ка-52 típusú helikopterek pilóta munka központjaként szolgáljon, és (a ZSH-7ВS típusú sisakkal és a ККО-VК-LP típusú oxigén ellátó berendezéssel együtt) biztonságos vészelhagyást biztosítson a használat során [3].
2.3. A teljes helikopter ejtőernyővel történő földet érése
Az alkalmazhatóság magassági és sebességi korlátai miatt nem várható - az egyébként nagy anyagi értékek mentésére alkalmas - teljes helikoptert vagy annak csak a fülkerészét leszállító ernyőrendszerek elterjedése, a módszer hátránya, hogy a beépítendő leválasztó- és ernyőegység a helikopter tömegét jelentősen megnövelheti.
Jelenleg a Zefhir típusú helikopter az egyetlen, amely olyan ejtőernyőrendszerrel rendelkezik, amely az egész helikopter biztonságos földet érését képes biztosítani [4].
Az ejtőernyő alapú mentő rendszerek egy másik speciális változata a Galaxy GRS ejtőernyő rendszer, amely kis tömegű helikopterekre szerelhető fel [5].
3. HELIKOPTER FELFÚJHATÓ SZÁRNYAKKAL TÖRTÉNŐ LESZÁLLÁSA
Egyhajtóműves helikopterek vészhelyzetben történő leszállása esetén a repülésbiztonsági kockázatok csökkentése érdekében egy speciális leszállási rendszert kutatásával és fejlesztésével foglalkoztak, ahol a leszállás a merevszárnyú repülőgépekhez hasonlóan történik.
A felfújható szárny rendszer a következőket tartalmazza: egy felfújható szárnyat, amely rekeszekből áll és a helikopter törzsére van felszerelve. továbbá egy mozgó vezetőelemet, ami irányítja a szárny felfúvódását és biztosítja a megfelelő támasztóerőt, illetve egy levegőellátó berendezését, amely úgy van kialakítva, hogy a szárny rekeszeibe levegőt juttasson és a szükség esetén ki is engedje [6].
83
4. BIZTONSÁGOS LEZUHANÁS
A gyakorlati tapasztalatok azt mutatják, hogy a földközeli magasságból lezuhant helikopterek mozgása során a becsapódás függőleges sebesség összetevője a 6 és 15 m/s közé esik. Ebből adódóan a megfelelő védelmet az jelenheti, ha a helikopterek szerkezetét alkalmassá teszik az ilyen irányú terhelések elviselésére. Ez nem történhet a sárkányszerkezet merevségének növelésével, mivel jelentős szerkezeti tömegnövekedést okozna és a függőleges túlterhelés a rövid fékezési úthossz miatt az emberi szervezet számára elviselhetetlen mértékben megnövekedne. A lezuhanásból származó ütközési energia elnyelését a leghosszabb fékezési úthosszon kell biztosítani. Ez csak a sárkányszerkezet meghatározott elemeinek egymást követő, irányított deformációjával lehetséges.
Elsődleges energia elnyelőként, a helikopterek futóműve szolgál. Az aerodinamikai hátrányok ellenére, a harci helikopterek hosszúlöketű, nem behúzható, karos futóműveket alkalmaznak, mivel a berugózás függvényében növekvő erőátviteli képességük kedvezőbb, mint a teleszkópikus rugóstagé. Ezt követően további energia elnyelés a futómű kitörése, a törzs alsó részének irányított, rugalmatlan deformációja és a megfelelően kialakított energia-elnyelő ülések alkalmazása által lehetséges.
Ugyancsak konstrukcióson megelőzendő feladat, hogy sérült tüzelőanyag, hidraulika, olaj vagy gázvezetékek tartalma a fülkébe jusson, illetve ott szakadt, törött elektromos vezetékek, berendezések szikra képződést ne okozzanak [2].
5. KÜLSŐ ÜTKÖZÉSCSILLAPÍTÓ LÉGZSÁK ALKALMAZÁSA
A külső ütközéscsillapító légzsákokat tartalmazó rekeszek a helikopter törzse alatt helyezkednek el. A helikopter zuhanása során a helikopteren elhelyezett szenzorok adatai alapján, még a becsapódás előtt automatikusan vagy személyzet által manuálisan irányítva felfújódnak és elnyelik az ütközés során keletkező energia nagy részét, így biztosítva a személyzet számára a túlélés lehetőségét [7].
6. FELFÚJHATÓ VÉSZHELYZETI ÚSZÓ RENDSZER ALKALMAZÁSA
A helikopterekre felszerelhető külső tartályok segítségével biztosítható lehetne a víz felszínre történő leszállás esetén az állandó úszóképesség, azonban ezen rendszerek jelentősen növelik a helikopterek méretét, növelve ezzel a vizuális felderíthetőséget és csökkentő a manőverezőképességet. Továbbá növelik az üzemanyag fogyasztást, ami csökkenti a helikopterek hatósugarát, a szállítandó hasznos teher tömegét, ezáltal a légi jármű teljes hatékonyságát. Ennek következtében a tervezők és gyártók a felfújható úszórendszerek fejlesztésére fókuszáltak. A katonai helikoptereket gyakran használják a víz felett végzett műveletekhez.
A legtöbb esetben ezek a repülőgépek nem rendelkeznek olyan rendszerrel, amely elegendő úszóképességet biztosít a helikopterek felszínének tartásához, ami problémát jelent, ha vízbe zuhan. Ez jelentős kockázatot jelent a helikopterek és a személyzet számára a víz feletti művelet során. Ezen túlmenően a helikopterek felfújható úszó kamráinak többsége úgy van elhelyezve, hogy a sárkányszerkezet alsó részén helyezkedjen el vagy a helikopter belső vagy a külső részén felfüggesztve [8].
84
6.1. Pegasus
A Pegasus (Aircraft Buoyancy System) rendszer úgy van kialakítva, hogy a víz felszínnel történő ütközés során felfújódnak az úszó kamrák gázzal így lebegve tartva a helikoptert a víz felszínén. A jelentősebb mechanikai és környezeti hatásoknak való ellenállásra tervezték. A Pegasus esetében a tervező úgy oldotta meg a helikopterek magasabban elhelyezkedő súlypontja miatti problémákat, hogy újszerű, innovatív gázellátó rendszert használ, amely helyettesíti a nehéz gázpalackok szükségességét és a helikopter sárkányszerkezetét olyan helyzetben tartja, hogy könnyebben meg lehessen valósítani a menekülést és a mentést [9].
7. ÖSSZEGZÉS
A katonai helikopterek harci alkalmazása során, a légijárművek túlélőképességének növelése mellett, az egyik legfontosabb tényező a személyzet életbenmaradásásnak biztosítása.
Számos kutatás folyik azon módszerek és technikai megoldásokkal kapcsolatban, amelyek elősegítik a túlélés biztosítását és ezáltal csökkentik a repülésbiztonsági kockázatot. A bemutatott technikai eszközök közül több megoldást a gyakorlatban, a helikopterek katonai felhasználása során is alkalmazznak, melyekről számos publikáció készült.
8. FELHASZNÁLT IRODALOM
[1] ANDRÁS, B.: A repülés szerelmesei, autórotáció, Aerofriends, 2009.
https://www.aerofriends.hu/repulestechnikai-uzemeltetesi-okossagok/autorotacio, Letöltés: 2019.02.02.
[2] ÓVÁRY, GY.: Autorotálni, katapultálni vagy lezuhanni?, Haditechnika, pp. 3-24, 1992/4.
[3] HENNEL, S., OZSVÁTH, S.: Légijárművek mentőberendezései és azok jövőbeni fejlesztési irányai, Katonai logisztika, 2013.
[4] Zefhir, A big step forward in the history of flight safety, http://zefhir.eu/2018/09/27/a-big-step-forward-in-the-history-of-flight-safety/ Letöltés: 2019.03.02.
[5] GRS, Galaxy, Gyro & Helicopters, https://www.galaxysky.cz/gyro-amp-helicopters-s65-en, Letöltés: 2019.02.02.
[6] K. A. R. I. KARI: Inflatable wing for rotary-wing aircraft, https://patents.google.com/patent/US9821907B2/en, Letöltés: 2019.03.02.
[7] Bell Helicopter Textron Inc, Crash attenuation system for aircraft, 2007.
https://patents.google.com/patent/EP2200852B1/en?q=Crash&q=attenuation&q=syst em&q=aircraft&oq=Crash+attenuation+system+for+aircraft, Letöltés: 2019.02.15.
[8] Sky Brary, Helicopter Emergency Floatation Systems (EFS), 2017, https://www.skybrary.aero/index.php/Helicopter_Emergency_Floatation_Systems_(E FS), Letöltés: 2019.02.20.
[9] Australian Government, IP Australia, Navy diver turns expertise into life-saving device, 2019. https://www.ipaustralia.gov.au/tools-resources/case-studies/navy-diver-turns-expertise-life-saving-device, Letöltés: 2019.04.15.
85