Fırlatma Koltuğu: Pilotların Hayatını Kurtaran Bir Mühendislik Harikası

Dorling Kindersley/gettyimages.com

Fırlatma koltukları, ilk bakışta basit bir mekanizma gibi görünse de çok sayıda sensör, roket ve güvenlik bileşeninin eş zamanlı çalışmasını gerektiren karmaşık bir mühendislik sistemidir. Fırlatma işlemi yalnızca birkaç saniyede gerçekleşir. Ancak bu kısa sürede, pilotun hem uçaktan güvenle ayrılması hem de yere inişten sonra hayatta kalabilmesi için son derece karmaşık bir mekanizma devreye girer. Bu nedenle fırlatma koltukları, yalnızca tahliye ile sınırlı kalmaz, iniş sonrası hayatta kalma için gerekli olan çeşitli ekipmanları da içerir.

Fırlatma Koltuğunun Tarihçesi

Fırlatma koltuğunun geliştirilmesi,1920’li yılların sonlarına kadar uzanır. Zamanla pek çok tasarım ortaya çıkmış olsa da bu alandaki en önemli üreticilerden biri, 1944 yılından beri faaliyet gösteren İngiltere merkezli Martin-Baker firmasıdır.

Şirketin kurucu ortaklarından Kaptan Valentine Baker’ın bir test sırasında hayatını kaybetmesi, modern fırlatma koltuklarının geliştirilmesinde dönüm noktası olmuştur. Bugüne kadar Martin-Baker tarafından geliştirilen koltuklar 7.800’den fazla pilotun hayatını kurtarmıştır. Bir diğer önemli üretici ise ABD merkezli havacılık ve savunma teknolojileri firması Collins Aerospace’tir.

Fırlatma Koltuğu Nasıl Çalışır?

Fırlatma koltukları günümüzde askeri jetlerin büyük çoğunluğunda pilotların hayatta kalmasını mümkün kılan en hayati sistemlerden biridir. Temel amaç, pilotu uçaktan dikey olarak fırlatmak, ardından paraşüt sistemlerini devreye sokarak güvenli bir iniş sağlamaktır.

Elise Walmsley/Stocktrek Images/gettyimages.com

Bir fırlatma koltuğunun dört ana bileşeni bulunur:

• Fırlatma düzeneği (catapult): Koltuğu ilk harekete geçiren sistem
• Roket motoru: Koltuğu yukarı doğru iten güç kaynağı
• Güvenlik sabitleyicileri (restraints): Pilotun baş, boyun ve uzuvlarını koruyan sistemler
• Paraşüt sistemi: Güvenli iniş sağlayan düzenek

Modern askeri uçaklarda bu sistemler, hava mürettebatı tahliye sistemleri (aircrew egress systems) olarak adlandırılır. Fırlatma kararı, uçağın kesin olarak kurtarılamayacağı anlaşıldığında verilir. Pilot önce “mayday” çağrısı yapar, ardından genellikle koltuğun ortasında bulunan çekme kollarını çekerek sistemi devreye sokar.

Bu aşamada pilotun baş ve boyun bölgesini koruyan mekanizmalar aktif hâle gelir; kol ve bacak sabitleyiciler uzuvların kontrolsüz savrulmasını önler. Koltuk uçaktan ayrılınca önce drogue (denge) paraşütü açılır. Bu küçük paraşüt, pilotun iniş hızını azaltarak koltuğun yönünü ve irtifasını dengeler. Ardından irtifa sensörlerinden gelen veriye göre ana paraşüt açılır ve koltuk, pilotu serbest bırakarak ayrılır.

Pilot, yere indikten sonra koltukla birlikte taşınan hayatta kalma kitine erişir. Bu kitte su, yiyecek, telsiz, bıçak, battaniye ve gerektiğinde kullanmak için cankurtaran salı vb. ekipmanlar bulunur. Dolayısıyla fırlatma koltuğunun gördüğü işlevler, yalnızca tahliye ile sınırlı kalmaz; iniş sonrası hayatta kalmayı da kapsar.

Fırlatma Koltuğu Hızı ve İrtifayı Nasıl Algılar?

Fırlatma koltuklarında bulunan çevresel sensörler, hava hızını ve irtifayı sürekli olarak ölçer. Bu veriler, kurtarma sıralayıcısı olarak adlandırılan kontrol ünitesine iletilir. Fırlatma süreci başladığında koltuk üzerindeki pitot tüpleri devreye girer ve hava basıncı ölçülerek uçağın hızı belirlenir.

Toplanan tüm verilere göre sistem, üç farklı fırlatma modundan birini seçer:

• Mod 1: Düşük irtifa ve düşük hız
• Mod 2: Düşük irtifa ve yüksek hız
• Mod 3: Yüksek irtifa ve yüksek hız

Seçilen mod, koltuğun ivme profilini ve pilotun maruz kalacağı kuvvetleri doğrudan etkiler.

Pilot Fırlatma Sırasında Hangi Kuvvetlere Maruz Kalır?

Fırlatma koltuğu sistemi, tetiklenme anından ana paraşütün açılmasına kadar yaklaşık dört saniye gibi çok kısa bir sürede çalışır. Bu süre boyunca pilot, çok yüksek ivmelere maruz kalır. Bu kuvvetler, Newton’ın ikinci hareket yasasıyla ifade edilir:

Kuvvet = Kütle × İvme (F = m × a)

Burada kütle (m) pilotun ve koltuğun toplam kütlesini, ivme (a) ise roket motorunun oluşturduğu hızlanmayı temsil eder. Fırlatma sırasında pilotun maruz kaldığı yer çekimi ivmesi, kullanılan koltuk modeline bağlı olarak 5g ile 20g arasında değişebilir.

Örneğin Dünya yüzeyinde 82 kg kütleye sahip bir pilot yaklaşık 804 N’luk  (1g) bir kuvvet hisseder. Ancak fırlatma sırasında bu değer birkaç kat artabilir:

Örnek Hesaplama:

• Toplam kütle: 82 kg (pilot) + 18 kg (koltuk) = 100 kg
• İvme: 10g = 10 × 9,81 m/s²
• Kuvvet: 100 × 98,1 = 9.810 N

Bu kadar yüksek kuvvetler, pilot için ciddi riskler doğurabilir. Örneğin omurga yaralanmaları geçmişte önemli bir sorun olmuştur. Bu nedenle modern “sıfır-sıfır” (zero-zero) fırlatma koltukları, uçağın yerde durduğu ve hızın sıfıra yakın olduğu durumlarda bile güvenli tahliyeye olanak verecek şekilde tasarlanmıştır.

Fırlatma koltukları, pilotların hayatını kurtarmak için tasarlanmış son derece hassas ve karmaşık mühendislik sistemleridir. Her sensör, her roket ve her paraşüt adımı, saniyeler içinde kusursuz biçimde çalışmak zorundadır. Çünkü havacılıkta temel ilke şudur: Bir pilotu kurtarmak, uçağı kurtarmaktan her zaman daha önceliklidir.

Kaynaklar:

• Martin-Baker Aircraft Company - Engineering For Life
• Martin-Baker - YouTube
• Martin-Baker Ejection Seat Test
•  How Do Fighter Jet Ejection Seats Work?
• Explained: How Ejection Seat Works? » DefenceXp
• How Ejection Seats Work | HowStuffWorks
•  ACES 5® Next Generation Ejection Seat | Collins Aerospace
• Aircraft Egress Systems

Yazar Hakkında:

Çisem Kasap

Havacılık ve Uzay Mühendisi