Методика определения безопасности воздействия перегрузок "голова-таз" при катапультировании на больших скоростях полета

• Автор: Шибанов, Виктор Юрьевич
• Шифр специальности: 05.26.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 191 с. : ил.

Содержание
Лист
Введение
1 Существующие способы оценки безопасности воздействия перегрузки катапультирования «голова-таз»
1.1 Физиологические аспекты проблемы травматизма позвоночника при катапультировании

1.2 Прочностные свойства позвоночника человека

1.3 Существующие методики оценки допустимости воздействия перегрузки «голова - таз»

1.4 Особенности воздействия перегрузок катапультирования на больших скоростях

1.5 Выводы по обзору существующих способов оценки безопасности воздействия перегрузки катапультирования «голова - таз»

2 Статистический анализ исходов реальных катапультирований

2.1 Общий статистический применения кресел типа К

2.2 Статистический анализ травмирования в результате применения КК
2.3 Выводы по результатам статистического анализа исходов реальных применений КК
3 Аналитическое исследование механизма воздействия на летчика перегрузки «голова - таз» при катапультировании на больших скоростях
3.1 Силовые факторы, воздействующие на катапультируемую систему
3.2 Определение уровня и характера изменения по времени перегрузок катапультирования в направлении «голова-таз»
3.3 Определение силы реакции, действующей между летчиком и КК при катапультировании
3.4 Выводы по результатам аналитического исследования механизма воздействия на летчика перегрузок в направлении «голова-таз»
4 Экспериментальные исследования особенностей воздействия на летчика перегрузки «голова - таз» при катапультировании на больших скоростях

4.1 Эксперименты на АДС по определению величины аэродинамического усилия, воздействующего на верхнюю часть туловища
и голову манекена
4.2 Экспериментальные катапультирования кресел типа К-36 с антропоморфными манекенами
4.3 Физиологические эксперименты с моделированием воздействий условий катапультирования на верхнюю часть тела летчика
4.4 Выводы по результатам экспериментальных исследований особенностей воздействия на летчика перегрузок в направлении «голова -таз» при катапультировании на больших скоростях
5 Создание уточненной методики оценки безопасности воздействия перегрузки катапультирования «голова - таз»
5.1 Корректировка методики определения допустимых уровней
перегрузок
5.2 Корректировка методики определения индекса динамической реакции
5.3 Выводы по созданию методики оценки безопасности воздействия перегрузки катапультирования «голова - таз»
6 Выводы
Список использованных источников

Введение
При возникновении неполадок или повреждения летательного аппарата (ЛА) и невозможности штатной или аварийной посадки члены экипажа оказываются в условиях чрезвычайной ситуации. С первых шагов развития авиации возникла проблема спасения экипажа при возникновении аварийной ситуации на борту летательного аппарата. На первых порах она решалась покиданием самолета экипажем через борт с использованием индивидуальных парашютов. Однако рост скоростных характеристик самолетов и особенно появление в конце 40-х годов реактивной авиации сделало такой метод спасения невозможным. Из-за . высоких аэродинамических нагрузок, действующих на летчика при выходе его из кабины, покидание самолета стало трудновыполнимым, и появилась реальная опасность столкновения летчика с хвостовым оперением самолета. Поэтому, к середине' 40-х годов« XX века возникла- необходимость создания- принудительных средств, которые обеспечивали бы членам экипажа безопасное аварийное покидание ЛА.
Решение этой задачи вначале в Германии, Швеции и Англии, а затем в США и. России (СССР) пошло по.* пути разработки катапультных кресел, которые одновременно выполняли бы функции рабочего места члена экипажа.
Первоначально катапультное кресло. (КК) было достаточно простым устройством и представляло собой рабочее кресло летчика, снабженное лишь стреляющим механизмом (СМ). Парашют спасения располагался на летчике, и в случае возникновения аварийной ситуации и необходимости покидания ЛА летчик инициировал СМ и катапультировался из самолета. Через определенное время летчик вручную отделялся от КК и вводил парашют спасения [3; 4].
К настоящему времени катапультное кресло, являясь прежде всего рабочим местом пилота, превратилось в сложное техническое устройство, которое обеспечивает спасение летчика в широком диапазоне высот и скоростей полета современных самолетов. После подачи команды на катапультирование все системы КК работают в автоматическом режиме [65; 73;

Независимо на соседнем позвонке определялись исходные статические значения параметров Рс, и сгс.
На основании проведенных экспериментов и проведенного многомерного корреляционного анализа взаимовлияния указанной совокупности биометрических и биомеханических параметров было выявлено, что самое большое влияние на величину статической и динамической прочности оказывает возраст. Было установлено, что с возрастом уменьшаются минеральная насыщенность Мн и индекс талии позвонка 1, что приводит к ухудшению прочностных характеристик. Масса тела человека т существенно не влияет на свойства позвонков. Минеральная насыщенность в значительной мере определяет прочность элементов позвоночника, прежде всего параметры стд И'<тс, в то время как сама она находится в обратной зависимости от площади концевой пластинки и фронтального размера позвонка
Наиболее важным в практическом отношении результатом данной работы стала возможность индивидуального прогнозирования предельного-безопасного уровня перегрузки, поскольку все параметры, существенно влияющие на переносимость, могут быть- оценены путем прижизненного биометрического'обследования, в частности минеральная1 насыщенность - по оптической плотности рентгенограммы, а геометрические параметры 4 Бь / -по размерам профильного рентгеновского или томографического изображения.
На основании изученных корреляционных зависимостей оценка величины уровня допустимой травмирующей перегрузки п производится с помощью регрессионного уравнения вида:
п = ь0 + 2Х *. +2Х '*/2 +

где XI = Мь, х2 = Ш, х3 = 4 Х4 = ф, х5 = Бь хб = х7 = Т, Ь, -коэффициенты корреляции.
Результаты исследования были подтверждены прямыми экспериментами с использованием биоманекенов и дают, таким образом, хорошую возможность индивидуального прогнозирования устойчивости к осевому нагружению