¿Por qué los pilotos de combate están sentados y no reclinados?

Siempre me he preguntado acerca de este.

Arrastrar fuerzas G altas es, supongo, el desafío más físico que el piloto de un avión de combate de alto rendimiento necesita para poder sostenerse sin desmayarse o algo peor. De hecho, en la mayoría de los países del mundo, los aspirantes a pilotos de combate no pueden calificar para el estatus de jet-jockey sin pasar primero la temida prueba de la centrífuga.

Además, los jets modernos pueden, de hecho, generar fuerzas G mucho más altas que el piloto sin dañar la aeronave. De hecho, una vez leí en alguna parte que uno de los problemas con los sistemas automáticos para evitar misiles es que la aeronave se limita a realizar maniobras que el piloto puede soportar.

Tal como lo entiendo, el problema con los giros de alta G es que la sangre se drena o es impulsada desde el cuerpo hacia las extremidades inferiores (y superiores cuando se someten a una G negativa alta) del cuerpo, lo que provoca la inanición del cerebro y los consiguientes desmayos o incluso embolia en el caso de G negativa.

Me doy cuenta de que los pilotos usan trajes G ajustados a los que se les bombea aire para restringir la cantidad de sangre que se puede acumular en sus extremidades inferiores, pero eso no reduce el estrés en el corazón que intenta bombear sangre a la cabeza.

Piloto de combate en posición sentada

Me parece bastante obvio que gran parte del problema con la alta G es causado por la posición sentada del piloto. Es un hecho establecido que cuanto más vertical sea, más difícil será soportar las fuerzas G.

Entonces, ¿por qué los jets modernos no están diseñados con el piloto en una posición más reclinada? Por ejemplo, la posición utilizada por los pilotos de carreras de Fórmula 1:

Piloto de F1 en posición reclinada

No me malinterpreten, entiendo que los pilotos de F-1 no necesitan soportar el mismo tipo de fuerzas verticales sostenidas que un piloto de caza, sin embargo, la posición reclinada con las piernas hacia arriba parece ser mucho más práctica para un entorno de alta G. .

Me doy cuenta de que todo el mecanismo del asiento eyector tendría que ser rediseñado para expulsar al piloto de manera diferente, y que la capacidad del piloto para ver detrás de sí mismo se vería comprometida sin ayudas técnicas, pero seguramente el aumento de la velocidad de giro y la cabina de perfil más bajo superarían esos cuestiones.

NOTA: He visto otras publicaciones sobre el uso de la posición "boca abajo" de la cabeza, incluido este enlace de intercambio de pila, pero nada sobre reclinado.

ADICIÓN: También encontré esta imagen de la posición del piloto de un planeador Foka-5... fíjate en lo maravillosamente aerodinámico que es.

Piloto de planeador en posición reclinada

Los comentarios no son para una discusión extensa; esta conversación se ha movido a chat .

Respuestas (7)

Los pilotos de combate están mucho más reclinados de lo que piensas.

Pero los ángulos de los asientos están limitados por la necesidad de una buena visibilidad. Los pilotos con frecuencia necesitan mirar hacia abajo y hacia los lados, hacia abajo y hacia adelante y hacia sus cuartos traseros. Estos son ángulos que su conductor F-1 posiblemente no podría ver.

Además, las maniobras de alta gravedad son bastante raras. La mayoría de la planificación militar moderna se trata de asegurarse de que los pilotos nunca estén en una posición en la que necesiten evadir un misil o pelear con otro avión.

Sí, como mencioné, me doy cuenta de eso, pero con los cascos de combate modernos con sistemas de visión de cámara, eso debería ser un problema técnico bastante menor.
Los sistemas de casco/cámara no están disponibles en la mayoría de los aviones. El F-22 podría ser el único avión que tiene un sistema con todas las funciones. El F-18 se creó en 1983 (cuando las cámaras digitales y el procesamiento avanzado eran completamente desconocidos).
@abelenky, ¿el F-35 no tiene un sistema con todas las funciones?
Creo que el F-35 todavía está en desarrollo. Cuando esté completo, debería tener un sistema completo de visualización montado en la cabeza, pero nada en ese proyecto ha ido según lo planeado.
"La mayoría de la planificación militar moderna se trata de asegurarse de que los pilotos nunca estén en una posición en la que necesiten evadir un misil o pelear con otro avión". ¿Eso no hace que la necesidad de mirar por encima del hombro sea un problema menor? ....
Los pilotos miran por encima del hombro en busca de cosas tan mundanas como: "¿A qué distancia está esa pista?" "¿Qué pueblo/carretera/punto de referencia estoy pasando?" y "¿Mi bomba acaba de dar en el blanco?"
Como nota sobre los sistemas de visión de cámara, el F-22 no tiene uno. Tampoco tiene una pantalla montada en el casco requerida para usar una. El F-35 tiene uno, es completamente funcional y tiene un HMD operativo. El sistema de cámara se llama AN/AAQ-37 Distributed Aperture System (DAS), si haces una búsqueda rápida en Google encontrarás muchos videos de demostración.
Buena información, @ww602. Gracias.
¿Una dependencia excesiva de las monturas digitales no causaría otros problemas de todos modos? Con la posición de asiento actual, si la pantalla electrónica falla, el piloto aún puede mirar físicamente, ¿verdad? Si se reclinan demasiado y la pantalla falla, ¿no tienen copia de seguridad manual?
@Obsidian Si la electrónica falla en un avión de combate moderno, el piloto solo puede esperar que pueda expulsarlo manualmente, porque ciertamente ya no podría volarlo. Y las posibilidades de que solo la pantalla falle sin razón parecen insignificantes.

El F-16, de hecho, tiene una reclinación relativamente grande (en comparación con otros cazas). De la Wikipedia principal del F-16

El asiento de eyección cero/cero ACES II del F-16 está reclinado en un ángulo inusual de inclinación hacia atrás de 30°; la mayoría de los luchadores tienen un asiento inclinado entre 13 y 15 °. El asiento inclinado puede acomodar a pilotos más altos y aumenta la tolerancia a la fuerza G; sin embargo, se ha asociado con informes de dolor de cuello, posiblemente causado por el uso incorrecto del reposacabezas. Los cazas estadounidenses posteriores han adoptado ángulos de inclinación hacia atrás más modestos de 20°. Albano, JJ y JB Stanford. "Prevención de lesiones menores en el cuello en pilotos de F-16". Aviation, Space and Environmental Medicine Issue 69, 1998, págs. 1193–1199.

De este artículo archivado de DTIC de 1962, parece confirmar mucho de lo que dijeron las otras respuestas. Como se señaló en los comentarios, esto se refiere a la posición boca abajo y no a una posición reclinada. Desde la página de resumen:

La posición boca abajo del piloto en aviones de alta velocidad tiene ciertas ventajas (mayor tolerancia g del piloto, reducción de la resistencia aerodinámica debido a la disminución del área frontal, mejor visibilidad de los instrumentos) e inconvenientes (estrechamiento del campo de visión, disminución de la agudeza visual). , agravamiento de las tendencias claustrofóbicas, incomodidad encontrada en esta posición anormal).

Las naves espaciales suelen tener a sus pilotos en la posición reclinada, pero su objetivo principal es un alcance bastante estrecho en comparación con un piloto de combate. Parece que la respuesta final es que otras posiciones son útiles en el contexto de la misión específica de una plataforma determinada, pero para los aviones militares no parece ofrecer una ventaja.

Tenga en cuenta que la cita específica del artículo trata sobre las posiciones propensas, mientras que la pregunta del OP es específicamente sobre la posición supina (como en los ejemplos de F1 y planeador). El artículo distingue explícitamente prono y supino. Las posiciones de la tripulación boca abajo son raras en los aviones reales, excepto tal vez algunos apuntadores de bombas de la Segunda Guerra Mundial y los hermanos Wright...
Tenga en cuenta que prono != reclinado. Prono significa boca abajo, y las naves espaciales rara vez tienen a sus pilotos en posición prona. Los dos comunes que conozco para naves espaciales están sentados (reclinados o no) o de pie (como el módulo de aterrizaje lunar).
Se probó una posición de vuelo boca abajo en un avión Meteor diseno-art.com/encyclopedia/strange_vehicles/…
gracias, editado para abordar los comentarios. Pensé en esto anoche, ya que habitualmente escuchaba boca abajo en referencia a un fusilero acostado, no a un fusilero reclinado (que parece mucho más cómodo, aunque probablemente más difícil de señalar en el campo de batalla)

Una posición de piloto tan reclinada como se muestra en la imagen tendría al piloto boca abajo con la sangre corriendo hacia la cabeza cada vez que el avión esté en un ascenso rápido y empinado, como el despegue y muchas maniobras de combate aéreo.

Probablemente no sea una gran posición para mantener la orientación y la conciencia.
Se siente natural avanzar mientras está sentado en posición vertical.
Incluso escalar verticalmente es una sensación G similar que lo presiona contra su asiento. Pero la gente no está acostumbrada a ser arrastrada hacia el cielo por los pies.

Un dispositivo muy importante en un coche de F1 que permite esa posición extremadamente reclinada es el sistema de sujeción de cabeza y cuello HANS. Sin él, la inercia de una cabeza con casco llevaría la cabeza hacia adelante causando lesiones graves en un choque y, en menor medida, durante un frenado brusco. La posición reclinada lo inicia más cerca del límite de su rango de movimiento seguro. HANS te impide llegar a ese límite, pero también te impide mirar hacia abajo. Esa puede ser una habilidad útil si eres el tipo de piloto al que le gusta... eh... aterrizar. No se requiere un dispositivo tipo HANS en el planeador que se muestra en la imagen porque carece de la capacidad de acelerar o desacelerar rápidamente, lo que deja al piloto libre para mirar alrededor.

¿Slomobile es un títere de calcetín de user22253? Parece que tienen el mismo avatar. Por cierto interesante respuesta
Probablemente, creó una cuenta con nombre, pero no sabía cómo convertir la cuenta existente o algo salió mal. @slomobile, puede pedirle a un moderador (o tal vez a un empleado de Stack Exchange) que fusione las dos cuentas si le importan sus puntos de representante existentes.
"Un dispositivo muy crítico en un auto de F1 que permite esa posición extremadamente reclinada es el sistema de sujeción de cabeza y cuello HANS". No es verdad. El sistema HANS es para prevenir lesiones. No existía antes de 2003. Pero los asientos de los pilotos han sido muy bajos durante mucho tiempo.
"Pero la gente no está acostumbrada a ser arrastrada hacia el cielo por los pies". Si usted está subiendo, no se sentiría de esa manera... definitivamente sería presionado contra el respaldo del asiento... y sentiría como si estuviera acelerando.
Re "Se siente natural moverse hacia adelante mientras está sentado en posición vertical". No me parece. Al menos hay muchas diferencias individuales. Me siento mucho más cómodo en la postura semirreclinada de los autos deportivos o planeadores que en la postura erguida de los SUV o mi Cherokee.
Estoy 100% contigo, @jamesqf, sin embargo, ningún auto deportivo y probablemente ningún planeador pueden escalar como lo hace un caza, por lo que probablemente no sea una comparación justa. Tampoco lo es la comparación con el posicionamiento del piloto de F1 en el OP.
@FreeMan: No creo que la habilidad para escalar sea la forma correcta de pensar en esto. En cambio, es la aceleración y el eje a lo largo del cual actúa la aceleración. Según Google, un coche de F1 puede acelerar a unos 2 g (pero frenar a 5 g y tirar de 4 a 6 g en las curvas). No puedo encontrar cifras reales para aviones de combate, pero AFAIK, pocos pueden acelerar en una subida vertical, por lo que la aceleración en línea recta sería un poco más de 1 g. (La catapulta portadora se lanza alrededor de 4 g.) Las altas fuerzas g vienen por turnos, por lo que actuarían paralelas al eje del cuerpo para estar sentado, perpendicular para boca abajo.
@jamesqf: no me refería a la fuerza G, sino al ángulo real de ascenso. Si un C-172 estuviera subiendo a un ritmo pausado, pero el piloto estuviera reclinado, sus pies estarían a la altura o por encima de su cabeza con la posición de asiento F1. Esto llevaría a que la sangre se acumule en la cabeza y la incomodidad resultante, etc. Esto es exactamente lo contrario de lo que experimentan los pilotos de combate con la posición de asiento actual cuando realizan maniobras G positivas altas y la sangre se acumula en las extremidades inferiores (de ahí el uso de un traje G). Probablemente sea más fácil tener un traje g actuando sobre las piernas que sobre la cabeza. ;)
@FreeMan: En mi experiencia, el ángulo de ascenso del C-172 no es muy diferente a, por ejemplo, escalar caminos de montaña en un Miata (o mis autos deportivos británicos anteriores). La cuestión es mirar a lo largo del eje de aceleración: en una posición sentada erguida, hay una distancia de aproximadamente 4 pies entre la cabeza y los pies, en una semi-reclinada, menos de la mitad, por lo que hay menos acumulación.
Excelente punto de @freeman: monto una bicicleta reclinada, y eso pone mis pies justo debajo del nivel de mi corazón. Cuando estoy en un ascenso largo, mis pies están al nivel de los hombros o más arriba, y se entumecen después de una hora más o menos. Y hay exactamente 1G involucrado aquí, sería mucho peor bajo la aceleración de un jet.

Esta pregunta es bastante similar a esta , pero proporciona una posición ligeramente diferente, por lo que puede haber algunas variaciones. Algunas cosas a considerar,

  • En el caso de la F1, la sangre aún tendría la capacidad de acumularse en la región de los glúteos y en los pies, ya que están más abajo que la cabeza.
  • En la posición más reclinada, con los pies hacia adelante, se necesitaría tener el panel de instrumentos sobre las piernas (y una cantidad significativa) para que no esté muy lejos y posiblemente fuera de alcance. Esto podría causar un problema potencial en un escenario de eyección.

Un buen ejemplo práctico de esta posición es el Bede Jet , un avión de kit no tan popular, famoso por ser volado por James Bond .

Sí, en el número 2 asumí más controles en el panel lateral, incluido el joystick lateral... es decir, una cabina más ancha que alta. Aunque no insuperable. El problema 1 es cierto, pero aún así pensaría que es un problema menor que estar sentado, pero podría estar equivocado.
los controles no son lo que estorba, es el panel de instrumentos , la instrumentación de la aeronave requiere una entrada física junto con las superficies de control, no son solo cosas para mirar.
Sí, lo sé, pero también podrían, con la misma facilidad, estar al alcance de la mano a izquierda y derecha del piloto.
Podrían estar al costado, @Trevor, pero solo hay mucho espacio disponible exclusivamente al costado en una cabina y aún al alcance del piloto cuando tira de G alto. La otra ventaja de tener los controles frente al piloto en lugar de al costado es el tiempo mínimo con los ojos dentro de la cabina para garantizar que se opere el interruptor correcto y/o se confirmen los ajustes del interruptor.
Bede Jet no es tan popular? :) Puede que no lo sepas, pero unos 40 años después hay empresas que todavía los producen y tienen una lista de espera. El más conocido es bd-micro.com

El Recline fue para conseguir el asiento en el avión... esa es la razón principal. En las misiones de ferry largas, no hay mucha presión sobre los isquiones y la espalda.

La tolerancia G y la resistencia se trata de ir al gimnasio... no realmente los 30 grados de reclinación :)

También la expulsión del avión... lo que puede ser el final de tu carrera... tus rodillas tienen que despejar ese tablero al salir... así que tenían que asegurarse de que el asiento te alejara del protector solar/el tablero y el altura vertical a medida que eres disparado hacia él... 

Sí, me doy cuenta de que el método de eyección clásico no funcionaría... pero si vas a rediseñar toda la cabina, todo sería parte integrante de ella. Vea mi último comentario sobre la pregunta principal.
Ahh ok... Bueno, el B1 tiene una cápsula de eyección... la serie Su-27, así como la serie MiG 29, así como el F-35 tienen sistemas de expulsión automática en los jets. En el caso del 27-35, el Ekron determina cuándo el jet no es viable y empuja al piloto hacia afuera. El F35 usa un sistema similar, pero es porque el ángulo de expulsión es crítico debido a la forma en que se abre la cabina.
El diseño de la cabina durante los días de Fighter Mafia era un proceso brutal... Los ingenieros querían una cosa, los líderes militares querían otra... Cosas como el corte de combustible de la cabina y los interruptores pueden colocarse en lugares que no tienen sentido... así que muchos factores entran en juego... también cuando te disparan, no quieres ningún botón o interruptor en áreas que degraden el jet o su sistema... es por eso que algunas cosas se colocan en lugares extraños... .
Sí..siempre el camino,,,
Cierto... tampoco ayuda que los requisitos cambien mucho desde el inicio hasta la entrega... "OH... ¿no mencionamos que necesitamos este interceptor para hacer apoyo en tierra también...?"
sí.... los viejos tiempos de los cazas de un solo rol se han ido... si comparas el A-7 Corsair II con el F-16, realmente puedes ver cuán temprano el modo aire-tierra del F16 es casi directo. copia de software del A7.
Esta respuesta es muy difícil de entender. Re "El Recline fue para obtener el asiento en el avión... esa es la razón principal". ¿De qué "jet" estás hablando? Por favor especifica. Si el F-16, ¿está afirmando que el asiento reclinable se eligió más para minimizar la sección transversal que para aumentar la tolerancia de carga G del piloto? ¿Cuál es su evidencia para esto? Re"En misiones de ferry largas, no hay mucha presión sobre los isquiotibiales y la espalda". ¿Está diciendo que esto es cierto debido al asiento reclinado, o simplemente que es cierto en general y, por lo tanto, no hay razón para adoptar un asiento reclinado para ayudar con estos problemas?
(Ctd) Re "También la expulsión del avión... lo que puede poner fin a su carrera... sus rodillas tienen que despejar ese tablero al salir... así que tenían que asegurarse de que el asiento lo mantuviera alejado de los soles- escudo/guión y la altura vertical a medida que te disparan hacia él... " -- esta oración es bastante incomprensible si no nos dices de qué avión estás hablando. De todos modos, parece que está hablando de un avión en el que se pudieron cumplir estos objetivos de diseño a pesar de la posición del asiento reclinable, por lo que no está claro cómo esta parte de la respuesta es relevante para la pregunta.
(Ctd) No está claro si está diciendo que la posición reclinable del asiento en este caso (cualquiera que sea el avión del que estemos hablando) ayuda o dificulta el espacio libre con el protector solar durante la eyección. (Estoy bastante seguro de que estabas hablando de un avión volado en este planeta, por lo tanto, "sol" debería ser singular). ;)

En pocas palabras, porque los pilotos de combate necesitan mirar a su alrededor. Si está demasiado reclinado y necesita "verificar sus seis", se convierte en una tarea imposible. Una posición reclinada minimiza los efectos de las fuerzas g, pero también anula la capacidad de ver todo lo que te rodea en 3D.

Respuesta sencilla: porque los pilotos de F1 no necesitan mirar debajo del coche ni salir disparados.

Hay muchas cosas que son más importantes que soportar las fuerzas G en un avión de combate. Entre estos está la capacidad de tener una buena visibilidad hacia abajo en el terreno. Esta es la razón por la que todos los jets más nuevos (después del F-16) prefieren una posición de asiento más alta y más erguida. Además, si el piloto está acostado boca arriba, es bastante difícil expulsarlo de la aeronave sin perder las extremidades o tener que deshacerse primero de la consola de instrumentos frente a él.

El problema de la eyección es más bien que la eyección tendría que ser en el mismo ángulo y, por lo tanto, es mucho más probable que se cruce con la trayectoria del estabilizador vertical, con resultados predecibles para el cuerpo del piloto.
¿Por qué los pilotos de combate están sentados y no reclinados?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 1v