Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!
De schietstoel is de redder geweest van heel wat piloten. Een overzicht van de ontwikkeling van dit sterke staaltje techniek.
Het Amerikaanse leger zoekt iets*: een F-35B Lightning II dat deel uitmaakt van een trainingseskader. Het toestel is afgelopen zondag opgestegen van een vliegbasis in de buurt van Beaufort, South Carolina. De piloot die vervolgens in de problemen kwam, heeft zijn schietstoel ingeschakeld. Op het moment van schrijven ontbreekt nog ieder spoor van het vliegtuig.
Hoe het met de piloot gaat? Naar verluidt is zijn toestand stabiel; de schietstoel heeft wellicht zijn leven gered. Maar wanneer en wie ontwikkelde deze technologie eigenlijk?
Update: wrakstukken van het toestel zijn inmiddels gevonden op een veldje in Williamsburg County, eveneens in South Carolina.
Lees ook:
Tegen toestel gesmeten
Nog enkele jaren en dan bestaat de schietstoel een eeuw. Dat wil zeggen: in 1928 vroeg Anastase Dragomir, een Roemeense uitvinder die in de Franse vliegtuigindustrie werkzaam was, patent aan op “een nieuw systeem om parachutes aan luchtvaartuigen te bevestigen”. Zijn “gekatapulteerde cockpit” moest in noodgevallen de piloten én de passagiers van verkeerstoestellen in veiligheid brengen. In augustus 1929 was er een succesvolle test op het vliegveld Orly, en twee maanden later ook in Dragomirs vaderland. Maar daar bleef het bij.
De schietstoel zoals wij die kennen ontstond in de Tweede Wereldoorlog, toen jachtvliegtuigen steeds sneller werden. Dat maakte het voor een in de problemen geraakte piloot vaak erg moeilijk om uit de cockpit te komen en zijn parachute te gebruiken. En als het hem wel lukte, was er een flinke kans dat hij tegen zijn toestel werd gesmeten. Vooral het verticale staartvlak vormde een gevaar; een botsing daarmee kon tot zware verwondingen of zelfs de dood leiden.
Schleudersitz
Technici begonnen dus na te denken over manieren om het verlaten van de cockpit te vergemakkelijken en in één moeite door een piloot als het ware over de staart heen te gooien. Dat gebeurde onder andere bij Saab, in het neutrale Zweden. Dit bedrijf lanceerde op 8 januari 1942 een schietstoel met daarin een 80 kilo wegende pop uit een vliegtuig. En enkele dagen later overleefde in Duitsland voor het eerst een piloot dankzij zijn schietstoel een ongeluk.
Deze Helmut Schenck testte een prototype van de Heinkel He 280, een vroege straaljager. Aangezien zijn twee motoren ongeschikt waren om hem op eigen kracht de lucht in te krijgen, nam een bommenwerper de He 280 op sleeptouw mee. Maar toen Schenk de boel op wilde starten, kreeg hij dat vanwege ijsvorming niet voor elkaar. Door middel van zijn op gasdruk werkende ‘Schleudersitz’ kon hij tijdig uit het vliegtuig ontsnappen.
Een ander Heinkel-toestel, de He 219 (een nachtjager met propellermotoren), werd in 1943 overigens het eerste operationele gevechtsvliegtuig dat van schietstoelen was voorzien: eentje voor de piloot en eentje voor de man die de radarapparatuur bediende.
Proefkonijn
Zonder enig idee te hebben van wat er in Zweden en Duitsland op dat vlak gebeurde, werkte de Noord-Ierse vliegtuigbouwer James Martin in Groot-Brittannië ook aan schietstoelen. Zijn compagnon Valentine Baker was in september 1942 dodelijk verongelukt bij een mislukte noodlanding met een door hun bedrijf ontwikkelde jager. Vanaf die crash richtte Martin zich helemaal op het realiseren van systemen waarmee een piloot uit een niet meer te redden toestel kon ontkomen.
Een streven dat nog werd aangewakkerd toen de Britse luchtmacht hem in 1944 vroeg een ontsnappingstechniek te ontwikkelen voor het prototype van de Gloster Meteor, een tweemotorige straaljager met een topsnelheid van bijna 1000 kilometer per uur.
Martin besloot – net als bij Saab – een schietstoel te construeren die omhoog werd gestuwd met behulp van een lading springstof. Maar hoeveel explosieve kracht had je daarvoor nodig? Er kwam een testopstelling om het uit te zoeken. Nadat dit eerst met een 90 kilo zware pop was gedaan, meldde zich een menselijk proefkonijn: Bernard Lynch, een van Martins machinebankwerkers.
Op 20 januari 1945 werd hij langs geleidende rails naar een hoogte van anderhalve meter geschoten. Door de explosieve lading stap voor stap op te schroeven en de installatie steeds beter af te stellen, lukte het uiteindelijk om Lynch met de teststoel 8 meter omhoog te knallen.
Raketaandrijving
In 1948 werd de Martin-Baker Mk.1 goedgekeurd voor gebruik door de Royal Air Force en de luchtvaartafdeling van de Royal Navy. Het was een nog tamelijk primitieve schietstoel die – vanwege de forse opwaartse kracht waarmee het lanceren ervan gepaard ging – de enigszins overdreven bijnaam Martin-Baker back-breaker kreeg. Maar hij werkte wel: in mei 1949 gebruikte een testpiloot hem voor het eerst in een noodsituatie tijdens een proefvlucht met een Armstrong Whitworth A.W.52, een zogenoemde vliegende vleugel.
Martin bleef uiteraard sleutelen aan zijn schietstoelen. Bij de Martin-Baker Mk.2, die begin jaren vijftig werd geïntroduceerd, waren er drie belangrijke vernieuwingen. De schietstoel viel vanzelf onder de piloot vandaan en ook zijn parachute ontplooide zich automatisch. Een luchtdrukmeter zorgde ervoor dat dit pas op 3000 meter gebeurde, omdat de lucht daarboven te ijl is voor een parachute.
En in april 1961 werd een schietstoel voor het eerst in een zero/zero-toestand getest toen de piloot William Hay uit een vliegtuig knalde dat stilstond op de grond. Dit was mogelijk dankzij een andere verbetering: raketaandrijving. Hierdoor kwam de schietstoel hoog genoeg om de parachute te kunnen gebruiken.
Datzelfde jaar hadden Martin-Baker-schietstoelen in totaal al vijfhonderd levens gered. Het bedrijf boekte er internationaal succes mee. Zelfs Frankrijk, dat alleen gevechtsvliegtuigen van eigen fabrikaat had, monteerde de Britse schietstoelen onder andere in de Étendard IV en de Mirage III. Al in 1957 had ook de Amerikaanse marine voor Martin-Baker gekozen, zodat toestellen als de A-6 Intruder, de F-8 Crusader en de F-14 Tomcat met de Mk.5 en de Mk.7 werden uitgerust.
Nachtzichtapparatuur
De Amerikaanse luchtmacht was ondertussen aangewezen op schietstoelen van een breed scala aan leveranciers, waaronder Lockheed, Convair en Northrop. Maar in 1978 kwam McDonnell Douglas met de Advanced Concept Ejection Seat, kortweg ACES, en dat werd de standaardstoel voor de Amerikaanse luchtmacht.
Hij staat bekend als een schietstoel van de derde generatie en is van heel wat slimme snufjes voorzien. Zo wordt de kracht waarmee de piloot het vliegtuig verlaat, aangepast aan zijn of haar gewicht. Ook berekent de ACES II aan de hand van de snelheid en de hoogte van het vliegtuig precies wanneer de remparachute en de hoofdparachute eraan te pas moeten komen. Hij heeft zelfs een soort vluchtdatarecorder.
Niet dat ze bij Baker-Martin trouwens stil hebben gezeten wat innovatie betreft. De Mk.16 houdt ook rekening met de hoogte waarop een piloot hem activeert. En de lancering kan, geheel automatisch, op vijf manieren plaatsvinden. Wat bij de Mk.16 – die in 2000 werd geselecteerd voor het wereldwijde F-35-project – eveneens van belang is: doordat ze met nachtzichtapparatuur en allerlei soorten sensortechnologie zijn uitgerust, wegen pilotenhelmen nu meer dan vroeger. Dat vereist uiteraard aanpassingen aan schietstoelen.
Onbemande toestellen
Maar ondanks deze verfijningen houdt nog steeds een op de drie piloten die hun schietstoel moeten gebruiken daar een al dan niet tijdelijke rugfractuur aan over. Want als je binnen anderhalve seconde met een gemiddelde kracht van 12 tot 14 g uit je vliegtuig wordt gegooid, leidt dat tot het samenpersen van de wervels.
Toch verdwijnt dit probleem op een gegeven moment misschien vanzelf. Defensie-experts voorspellen immers dat er steeds meer onbemande gevechtstoestellen zullen komen. En als die iets niet nodig hebben, dan is het wel een schietstoel.
Tekst: Leo Polak
Beeld (header): Collins Aerospace