O assento ejetável US18E da Martin-Baker foi selecionado pela Lockheed Martin como o sistema de escape do piloto para a versão mais recente do F-16 no mês passado. O pedido é a primeira vez que os assentos do fabricante com sede no Reino Unido foram instalados no F-16, um dos jatos de combate mais comuns no mundo. Até agora, todos os F-16 usaram um Assento Ejetável Collins Aerospace Advanced Concept (ACES II).
O novo F-16 Bloco 70 usará o US18E, uma variante do sistema de fuga Mk.18 da Martin-Baker. O assento deverá entrar em produção em 2023.
A Martin-Baker é a maior fabricante de assentos ejetáveis do mundo, com 53% do mercado. Ela produz cerca de 500 assentos por ano, aumentando e diminuindo de acordo com os programas de aeronaves militares. Cerca de um quarto dos assentos da empresa são usados em aeronaves de treinamento, um quarto em treinadores de caça e cerca de metade em jatos de combate.
Os assentos são desenvolvidos, construídos e testados em Denham, onde fica a sede da empresa desde 1934. A Aerospace Testing International deu uma rara olhada nos bastidores logo após o anúncio do F-16 em outubro.
O voo é uma atividade inerentemente perigosa para os humanos. O sistema de escape de uma aeronave é o mecanismo de último recurso para um piloto. Deve-se confiar que ele é infalível em situações de emergência extrema e desesperadora. O teste é, portanto, central para os negócios da Martin-Baker.
TESTE AMBIENTAL
O departamento de teste ambiental de Martin-Baker em Denham lida com resistência ao choque dos assentos e demonstra a robustez do assento integrado e seus componentes. O departamento de teste de assentos na vizinha Chalgrove Airfield em Oxfordshire lida com os testes de ejeção dos assentos e os testes de certificação relevantes. Stuart Driver, engenheiro-chefe de teste ambiental da Martin-Baker diz: “Uma de nossas capacidades mais importantes é a vibração de nosso produto para teste de desempenho funcional. Temos que mostrar que até o ponto de uso os assentos são resistentes ao ambiente operacional, tremores e vibrações agressivas, bem como como tiros.”
Proteger um assento contra umidade e calor é um grande desafio, embora as forças e condições que ele enfrenta durante o vôo também sejam extremas. Os testes físicos usam principalmente oito câmaras climáticas e várias máquinas de vibração para testes estruturais e de corrosão em todas as partes do assento. Uma grande a câmara climática é usada para testes de temperatura, umidade e pressão. Duas câmaras são usadas sobre máquinas de vibração.
Um teste típico envolve o atuador de um assento sendo colocado dentro de uma câmara climática como parte do teste de certificação. Thermocouples são anexados a partes do sistema eletrônico para medir a temperatura. A instrumentação dentro da câmara mede então a uma taxa de 25.000 amostras por segundo em 30 canais, com dados comunicados por fibra óptica.
TUBOS E CENTRÍFUGAS
Embora sejam principalmente um produto mecânico, as sedes ejetoras contêm elementos pirotécnicos e eletrônicos, complicando consideravelmente os testes. “À medida que ultrapassamos os limites, estamos criando sistemas mais complexos para os assentos. O teste torna-se então mais desafiador. Nós também atendemos mais requisitos dos clientes. Eles querem voar mais rápido e mais alto e atender a uma gama mais ampla de pilotos”, diz Driver.
Fora da oficina em Denham há um tubo de metal, com 25 m (82 pés) de comprimento e cerca de 5 m (16 pés) de diâmetro, usado para teste de disparo dos motores de foguete do assento. Cada motor de foguete instalado em um assento produz cerca de 3.000 libras de empuxo quando disparado, com disparos múltiplos ocorrendo durante apenas 0,3 segundos. Os engenheiros medem cargas, forças e pressão dentro do tubo de teste do foguete. O teste em diferentes temperaturas é realizado colocando o motor do foguete dentro de uma câmara climática e, em seguida, movendo-o rapidamente para fora do tubo do foguete.
Também do lado de fora está uma centrífuga, usada para testar sistemas eletrônicos e de energia. Eletrônicos são usados para disparar os sistemas do assento e se comunicar com a aeronave. As baterias do assento também devem ser capazes de operar dentro do mesmo ambiente extremo que a aeronave opera. Driver diz: “Desenvolvemos o equipamento de teste em torno dos itens para garantir a segurança. Trabalhamos muito para garantir que o equipamento que usamos seja robusto e não afete os resultados do teste.”
Os assentos podem estar em serviço por até 40 anos e devem atender a uma série de padrões, muitos dos quais engenheiros da Martin-Baker eles próprios ajudaram a desenvolver. Os engenheiros também trabalham em estreita colaboração com os departamentos de projeto e manufatura para garantir que os requisitos possam ser atendidos. A ejeção segura é o objetivo principal, mas derivados disso são requisitos como garantir a separação efetiva do assento, capota e ejeção peças e gerenciamento de cargas na cabeça e no pescoço.
“O que diferencia nossos testes da maioria dos outros lugares é a interação entre tantos elementos diferentes. Nós temos um humano sentado em pirotecnia e um sistema mecânico com eletrônica integrada, em um pacote relativamente compacto, sendo usado em condições extremas”, diz Mark Cooper, gerente de teste ambiental da Martin-Baker. “O assento poderia estar viajando a 700 mph [1.100km/h] a 30.000 pés e todas essas peças complexas têm que se unir e funcionar direito apenas uma vez a qualquer momento ao longo de décadas de uso.”
METEORS, LANÇADORES E TRENÓ
O campo de aviação de Chalgrove, na zona rural de Oxfordshire, hospeda a frota de aeronaves de teste de Martin-Baker e um conjunto de equipamentos personalizados usados para testes de ejeção. A empresa também opera um trenó e trilhos em um local separado na Irlanda do Norte, chamado Langford Lodge. A empresa usa a mais antiga frota de bancos de teste de vôo do mundo, com dois jatos Gloster Meteor feitos em 1944, dois dos últimos quatro voando. Incrivelmente, essas aeronaves antigas são movidas por motores a jato Rolls-Royce Derwent fabricados na década de 1940.
Existem hangares cheios de equipamentos de teste, incluindo um caminhão-plataforma modificado capaz de atingir 100 mph (160km / h) em 10 segundos, usado para testes de baixa velocidade. Existem enormes acessórios e gabaritos ao lado de cockpits de jatos de combate, dos restos do esqueleto de um F-16 para um mock-up para o mais recente caça coreano, o KF-21 Boromae.
ZERO-ZERO
O departamento de teste de assentos tem 22 pessoas com 259 anos combinados de experiência. Os técnicos preparam os assentos para o teste, usinam, constroem plataformas e acessórios, e trabalham com instrumentação, sensores e equipamentos de aquisição de dados. Os engenheiros de teste lidam com o planejamento e a redação de relatórios enquanto fotógrafos técnicos usam câmeras de alta velocidade para capturar dados visuais, até 20 câmeras podem ser usadas em um único teste.
Um teste de assento único leva entre 200 e 1.200 horas de trabalho no geral, enquanto o teste real pode levar apenas alguns segundos. O programa de teste para um assento normalmente consiste em 71 testes e os assentos são geralmente descartados após cada teste. Os assentos são certificados para MIL-STD 108DE para cada aeronave diferente em que são usados e passam por pelo menos 22 ejeções de teste para cobrir toda a faixa de velocidade de uma aeronave. O desempenho de um assento durante o vôo é comprovado por meio de testes realizados no ar, em trenós e em máquinas como a torre de ejeção.
Considerada na mais alta estima pelos engenheiros da Martin-Baker, é a ejeção zero-zero – uma fuga de uma aeronave que está parada – em velocidade zero e altitude zero. Joanne Staton, gerente de teste de assento da Martin-Baker diz: “Zero-zero é uma configuração importante e impressionante de se conseguir, com vários pontos de teste que são difíceis de encontrar porque não há vento empurrando ou inflando o paraquedas. Os testes são realizados no centro do campo de aviação usando nosso intervalo de teste instrumentado que pesquisou posições e luzes de trajetória em quatro locais e, em seguida, duas câmeras de trajetória mais adiante.
“Quando fazemos o teste, vemos de onde vem o vento e apontamos a fuselagem para ele. Testamos em todas as orientações possíveis usando fuselagens reais ou plataformas de teste para todo o nosso desenvolvimento e programas de qualificação.”
Como funciona um assento ejetável
Mark Cooper, gerente de teste ambiental da Martin-Baker, explica o processo de operação de um assento ejetor:
“Quando a alça é puxada, disparam alguns cartuchos, que se comportam como balas, disparando para criar pressão, que então se propaga em torno de um circuito de gás no assento. Essa pressão desencadeia eventos diferentes em momentos diferentes. Um dos eventos é um motor de foguete, que é amarrado por baixo e lança o assento para além da cauda da aeronave.”
“Conforme a pressão do gás viaja ao redor do assento, ela aciona mecanismos em diferentes pontos para que o piloto seja puxado para trás no assento com os ombros amarrados. Em alguns assentos, um airbag envolve a cabeça, empurrando-o para uma posição neutra para que não haja chicotadas ou ferimentos na cabeça. As pernas são puxadas o mais firmemente possível e mantidas na posição e os paraquedas são disparados por outro cartucho novamente usando pressão de gás. É a engenharia mecânica em sua forma mais pura e um processo fascinante.”
TRADUÇÃO E ADAPTAÇÃO: DAN
FONTE: Aerospace Testing International