床を突き破る射出座席

Oct 23, 2023

1957年5月1日、ロッキード社のテストパイロット、ジャック・“スーツケース”・シンプソンは、新型ジェット戦闘機の定期試験飛行を予定し、カリフォルニア州パームデールの空軍基地から離陸した。

ほどなくして飛行状況が悪くなった。

シンプソンは、音速の2倍以上で飛行できる米国初のジェット戦闘機であるロッキードF-104「スターファイター」の試作機をテストしていた。 それは当時の航空機設計の限界に達していました。

高度30,000フィートまで飛行した後、エルロン（飛行機の旋回を助ける翼の後部のヒンジ部分）の故障により、シンプソンのスターファイターは真っ直ぐに傾き、地上高くで激しく転倒した。 シンプソンはすぐに脱出しなければならないことを悟り、27,000フィート（8.1km）の地点で射出座席のハンドルを引いた。

「私を席に固定していた、強烈で全力の空気の勢いを今でも覚えています。高さ1マイルのジェットコースターの前部座席で下り坂を下っているようなものでした」とシンプソンは1998年のインタビューでフライト・ジャーナルに語った。「この爆発だけが唯一だった」それは瞬間的で、時速約450マイル（時速725km）で私に衝突したのです。」

シンプソンさんのパラシュートは無事開き、打撲と打撲程度で事故を生き延びた。 しかし、彼の排出で注目に値するのは、彼がスターファイターのコックピットキャノピーから飛行機の外に吐き出されたのではなく、床から吐き出されたということだ。 この若いテストパイロットは、上向きではなく下向きに発射された射出座席で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うちの1人です。

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第二次世界大戦中に軍用航空が発達するにつれ、航空機の速度が向上することで劇的な問題が発生しました。何か問題が発生した場合に航空機から逃げるのがはるかに困難になりました。

パラシュートを装備したパイロットにとって、より古い低速の航空機は飛び降りるのがはるかに簡単でしたが、時速 450 マイル (724 km/h) 以上で飛行する戦闘機では、ほとんど克服できない問題が発生しました。飛行機は非常に速く移動するため、パイロットが飛び降りることはできませんでした。尻尾を取り除く時間です。

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これもロッキード社の双発 P-38「ライトニング」戦闘機の設計で、第二次世界大戦中に射出座席の開発を促進しました。 P-38 は斬新な設計で、尾翼に接続された長いブームに 2 つのエンジンが収納され、小さな中央セクションにパイロットと武装が収納されていました。 飛行機後部の 2 つのレール舵は厚い水平尾翼で接続されていました。 これにより、P-38 が損傷した場合に脱出することが非常に困難になりました。 パイロットマニュアルは、損傷したP-38から無事に脱出するための一連の段階的なガイドでこの点をごまかそうとしており、おそらくその時パイロットが銃撃にさらされる可能性があることを忘れていたのだろう。

ワシントンDCの国立航空宇宙博物館の学芸員、アレックス・スペンサー氏は「緊急事態でパイロットがP-38から脱出するためにしなければならなかった旋回は、ほとんど笑えるほどだった」と語る。 「ご存知のように、外に出て、翼に乗り、滑り降りて飛行機から離れていることを確認してください。飛行機は動き回っていますが、飛行機から降りたら何をするかわかりません。」

F-104 の高い尾翼は上向きの座席にとって危険でした (クレジット: Keystone/Getty Images)

ジェット戦闘機がプロペラ駆動の戦闘機に取って代わられるにつれ、特に航空機が音速を超えてからは、高速で飛行機から安全に逃げる方法がさらに緊急になりました。

最初の射出座席も基本的に同様のパターンに従いました。爆発物が装填されてパイロットの上のキャノピーが破壊され、爆発性ロケット弾が座席とパイロットを航空機から発射します。 従来の航空機設計では、これはうまく機能しました。 しかし、ジェット時代の初期には、エンジニアが音の壁を超えた新たな空気力学的課題に適応する必要があったため、多くの実験と斬新な設計が行われました。 これにより、尾翼の上部に尾翼が配置された「T テール」を特徴とする初期のジェット機の設計がいくつか生まれました。これにより、抵抗が減少し、尾翼の可動面上の空気の流れが改善されます。 就役した最初のジェット戦闘機の 1 つであるイギリス空軍のグロスター ミーテオールは、まさにそのような構成を持っていました。 これは射出座席を備えた最初の航空機の 1 つでもありましたが、尾翼が問題になるほど高速には飛行しませんでした。

それはすぐに変わりました。

「下方排出座席を備えた航空機を見ると、乗組員を座席から降ろすための技術者には多くの選択肢がありませんでした」とスペンサー氏は言います。 「これはまったく理想的な状況ではありませんが、緊急事態で乗組員を救うためにはおそらくこれが唯一の選択肢でした。」

1950 年代、F-104 や米空軍の B-47 爆撃機尾翼などの航空機により、設計者は従来の排出ボックスの枠を超えて考える必要が生じました。 B-47 の場合、乗組員 3 名は航空機内の 2 つの与圧ポッドに収容されました。 パイロットと副操縦士は正常に射出されたが、尾翼に近いポッドに収容されていたナビゲーターは下方に射出する必要があった。

これらの座席のテストには、洗練されたテストダミーがいないため、実際の乗組員が必要でした。 ダウンシートをテストした最初の飛行士は、1953 年 10 月にアメリカ空軍のアーサー ヘンダーソン大佐で、後に彼は雑誌「ポピュラー メカニクス」の 1955 年の記事で歴史的な急降下について詳しく語っています。 「『スウィッシュ』は、飛行機から下方へ放出される感覚を説明する最も簡単な方法です」と彼は書いている。 「衝撃もなく、急降下するエレベーターで経験するような不快な感覚もない。リラックスしてそこに座っていても、シートを閉めると瞬時に消えてしまう。万華鏡のような色彩の光景が目の前に広がる。 「それは停電やリアウトではなく、ほんの数分間の混乱にすぎません。ベルトを見ようと頭を動かすことができるようになる頃には、座席はなくなっています。あなたは虚空の中を自由落下しているのです…」

エンジニアがより強力なシートを取り付けることができるようになるまで、F-104 の最初のバージョンにはコックピットの床を貫通するシートが必要でした (クレジット: ロッキード・マーチン)

ヘンダーソン選手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。 「約30分間は何もできず、開いたハッチに座って神と自分の思いとともにいることしかできませんでした。」

ヘンダーソンの最初の脱出は完璧に進み、大佐はフロリダ州チョチャウタチー湾の海に着水した。 その後のテスト（全部で7名）では、乗組員がDリングをつかんで時速440マイル（708km/h）以上の速度でシートを発射すると、風速で腕が振り回され、2名が腕を骨折することが判明した。

スターファイターの構成には特に問題がありました。最高速度に達するために、戦闘機は航空機というよりもロケットに似ていました。 抗力を減らすために、短くてずんぐりした翼と水平尾翼の前縁は紙を切るほど鋭利でした。 地上作業員は怪我を避けるために整備中に保護キャップをかぶる必要がありました。 ロッキード社は下向きの脱出経路が必要であると判断した。

しかし、B-47 と F-104 の初期バージョンのダウンファイアリングシートには 1 つの大きな問題がありました。 乗組員が航空機の尾翼に衝突するのを防ぐ一方で、航空機の下の高さは少なくとも 500 フィート (150 m) 必要でした。 航空機事故が最も多い時期である離着陸には座席が理想的とは言えないことを乗務員は認識していただろう。 F-104 の場合、1960 年代以降、多くの NATO 空軍が F-104 を低空戦闘機として使用し、高度 100 フィート (30 m) 未満で訓練を行ったため、上向き射撃座席が絶対的な必要性となりました。

下向き座席のほとんどは交換されていますが、おそらく今世紀半ばまで使用され続ける航空機が 1 機あります。 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、航法士とレーダー航法士のための下向き発射座席を備えている。 これは航空機の尾翼のせいではなく（水平尾翼は低く設置されており、B-52 は比較的遅い）、2 人の乗組員が他の乗組員の下の低い甲板に座っているためです。

ソビエト連邦の超音速爆撃機ツポレフ Tu-22「ブラインダー」は、尾翼に 2 基の巨大なエンジンを搭載したため、下向き射撃席を必要とする別の設計でした。 ツポレフの座席は米国モデルよりもさらに制限が厳しく、1,000フィート（300メートル）以下では使用できなかった。 この爆撃機は危険なほど着陸速度が速く、制御に多大な肉体的労力を必要とするため、着陸事故を非常に起こしやすかったため、このことは「ブラインダー」乗組員にとって特に憂慮すべきことでした。 この航空機はあまりにも多くの死亡事故を起こしたため、乗組員らはこの機体に「マンイーター」というあだ名を付けたが、その型破りな射出座席の設定が一因だったのかもしれない。

ストラトジェットの下向き発射シートは、航空機が 1,000 フィート (300 メートル) 以上にある場合にのみ使用できました (クレジット: 航空博物館/Corbus/ Getty Images)

射出座席技術が向上するにつれて、マーティン・ベイカー社などが製造した座席はより強力になり、十分な時間内に航空機を通過できるようになりました。 下方発射シートはもう必要ありませんでした。 しかし、従来のシートが故障する事故は依然として発生しました。 最も悪名高いものの1つは、米海軍初の女性戦闘機パイロット、カーラ・ハルトグリーンに関係したものである。 1994年、ハルトグリーンのF-14トムキャットは空母エイブラハム・リンカーンに接近しようとして失速した。 彼女が脱出した瞬間に機体はひっくり返り、座席が水中に直撃した。 彼女は即死した。

数年前、世界はそのような悲劇に対する解決策を示していました。 1989年、ソ連のテストパイロット、アナトリー・クヴォチュルは、西側諸国ではまだ謎に包まれていた新型MiG-29戦闘機でパリ航空ショーで待望の空中展示を行った。 展示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りました。 クヴォチュルさんは、大観衆を確実に逃すために、できるだけ長く飛行機に留まった。 ミグが地面に衝突する3秒も経たないうちに彼は脱出し、飛行機のコックピットは地面に向かって下を向いた。 ミグの燃え盛る残骸から100フィート（30メートル）未満の距離に着陸したにもかかわらず、クヴォチュルは酸素マスクで切り傷を負っただけだった。

事故はテレビカメラの前で行われたが、今でも彼の安全な脱出は奇跡としか思えない。 彼の驚くべき脱出は、ソ連が新型戦闘機のために考案した特別な射出座席のおかげでした。 自動ジャイロ システムを備えたズベズダ K-36 には、どの方向に向けても座席を地面から離れて発射するロケット システムが搭載されていました。

「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ました。その時点では、彼らはソ連がこの能力を持っていることさえ知りませんでした」とスペンサーは言う。

Tu-22 も下向き座席を使用したソビエト航空機の 1 つでした。 これらが乗組員の間での悪い評判の一因となった可能性があります (クレジット: Wojtek Laski/Getty Images)

「それが起こったとき、群衆は衝撃を受けた。パイロットが飛行機から降りた角度からすれば、当時の射出座席があれば、地面にほぼ真っ直ぐに撃たれていたであろう。そして、彼らが座席が出てきて発砲するのを見たとき、彼らはこう言った」西側の技術者はソ連がそのような技術を持っていることすら知らなかったが、それを我々の席に導入するために非常に迅速に取り組み始めた。

「翌日、マーティン・ベイカー社がどのようにしてそれを維持しようとしているのかを考えているときに、私はマーティン・ベイカー社の会議室にいたかったと思います。」

マーティン・ベイカー社の座席にも同様の技術が採用されており、ジェット機のパイロットは、下向きに取り付けられた座席が適切に操作できる十分な高さがあるかどうかを心配する必要がなくなりました。

しかし、ヘリコプターのパイロットのことは考えてはいけません。 航空機設計者らは回転航空機にも同様の脱出システムを夢見てきたが、現在射出座席を搭載しているヘリコプターはロシアのカモフ社製ヘリコプター２機だけだ。 Ka-50 および 52 攻撃ヘリコプターには、座席が点火する前にローターブレードを解放する爆発ボルトが装備されており、衝突の危険を回避します。

しかし、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と、スミソニアン国立航空宇宙博物館学芸員のロジャー・コナー氏はBBCフューチャーに語った。 「攻撃ヘリコプターは非常に低空飛行しているため、脱出して行動を起こすという決断を下す頃には、おそらくおそらく死んでいるでしょう。それなら、ほとんど危険にさらされる可能性がほとんどない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必要があるのでしょうか。利用される。"

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