Katapulten – så fick piloten sin sista livlina

2020-10-17 07:22  

TEKNIKHISTORIA. När det militära jetflyget introducerades på 1940-talet, kom nya krav att ställas på besättningarnas räddningsutrustning.

Fallskärmen infördes som livräddningsredskap redan under första världskriget, trots motstånd från bland annat brittiska Royal Flying Corps ledning. De menade att fallskärmen skulle fresta piloterna att överge sitt flygplan i onödan i stället för att strida vidare.

Detta snedvridna synsätt ledde till att många flygare brändes till döds i sina plan, när ett fallskärmshopp skulle ha kunnat rädda dem för nya stridsinsatser.

Trycket på generalerna blev dock för stort och i slutet av kriget var de flesta besättningar i krigsflygplanen utrustade med fallskärm. Utlösningen skedde antingen genom att haka fast utlösningslinan i flygplanet eller manuellt genom att dra i ett handtag i fallskärmsselen.

Flygplanet lämnades genom att kliva ut på vingen eller att vältra sig över sargen till sittbrunnen. I de relativt låga farter det handlade om fungerade det oftast, utan att kollidera med stjärtpartiet.

Detta suddiga avsnitt ur en filmsekvens visar ett av de allra första utskjutningsförsöken med en svenskkonstruerad katapultstol. Året är 1944 och utskjutningsplattformen en Saab B 17. Foto: SVENSK FLYGHISTORISK FÖRENINGS ARKIV

Flygets teknik- och prestandautveckling under mellankrigstiden gick rasande fort. I stället för träram och duk byggdes flygplanen som självbärande metallkonstruktioner.

Landningsställen gjordes infällbara och propellrarna omställbara för maximal effekt. Motorerna utgjordes av vätskekylda radmotorer eller stjärnmotorer, som ofta var kompressormatade.

Nya hastighetsrekord och höjdrekord slogs på löpande band. Före och under andra världskriget accelererade utvecklingen mot allt högre farter.

Ett stort flygtekniskt genombrott var jetmotorn, eller reamotorn som den benämndes i början. Den medgav helt andra farter än de kolvmotordrivna flygplanen, vilka som mest kunde pressas upp till cirka 700 kilometer per timme i planflykt. Med readrift nåddes farter närmare ljudets.

Motivet för framtagningen av den svenska katapultstolen var Saab J 21 med skjutande propeller. Hade piloten sökt rädda sig på vanligt sätt genom att vältra över sargen till sittbrunnen, hade han blivit strimlad. Foto: SVENSK FLYGHISTORISK FÖRENINGS ARKIV

Jaktflygare diskuterade olika metoder

De höga farterna gjorde det både farligt och svårt att i händelse av nöd eller beskjutning lämna flygplanen. Ofta gjorde centrifugalkraften att det överhuvudtaget inte gick att ta sig ur. Lyckades man ändå lämna flygplanet eller sögs ut av luftströmmen var risken stor för kollision med stjärtpartiet, vilket ofta ledde till döden.

Bland jaktflygare diskuterades olika metoder att gå fri från flygplanet. Ett sätt var, efter fällning av huven, att ge styrspaken en rejäl spark framåt för att på det sättet slungas ut från flygplanet.

Metoden var dock mycket osäker, och man insåg tidigt att helt andra lösningar måste till. En naturlig lösning på problemet var att med hjälp av en katapultanordning slunga flygaren ur flygplanet.

Vid den här tiden låg Tyskland i täten i den flygtekniska utvecklingen. Redan i augusti 1939 flög den reaktionsdrivna Heinkel He 178.

Katapultstolen för Saab J 29 Flygande Tunnan utlöstes genom att dra ner en gardin framför ansiktet. Det fanns också ett reservutlösningshandtag mellan benen om g-krafterna var för stora och piloten inte förmådde lyfta armarna. Foto: SVENSK FLYGHISTORISK FÖRENINGS ARKIV

Vid en eventuell nödsituation tänkte sig Heinkel först att spränga bort hela kabindelen, men idén övergavs och tillverkaren kom i stället att experimentera fram en lösning där flygaren i sin stol kastades ut från flygplanet.

Det var också Heinkel som skulle ta ledningen i utvecklingen av katapultstolar, trots att flygplanstillverkaren Junkers tagit ut ett patent på en katapultstol redan 1939 (Reichspatent 711045).

Heinkel funderade över olika utskjutningsmetoder, bland annat kraftiga spiralfjädrar eller tryckluft, innan man fastnade för att använda en krutladdning. Storleken på krutladdningen fastställdes genom olika försök i en testrigg.

Läs mer: Telefonkiosken – 100 år av skyddade samtal

Den första flygplanstyp som försågs med katapultstolar var He 219, ett nattjaktplan med exceptionellt lång flygkropp. Det första livräddande hoppet med katapultstol utfördes av den tyske provflygaren Helmut Schenk den 13 januari 1943 när han sköt ut sig från en trilskande He 280, ett tvåmotorigt jetflygplan.

En tidig version av Lansens katapultstol. Det lilla handtaget på höger sida om stolbaljan är för att slacka på fastbindningsremmarna för att därigenom medge bättre rörlighet vid målspaning. Stolen förbättrades successivt, bland annat automatiserades hela utskjutningsförloppet.

Saab utvecklade svenska katapultstolar

Sverige låg inte långt efter den tyska utvecklingen, men bevekelsegrunderna var något annorlunda. Under andra världskriget var Sverige mer eller mindre avstängt från import av flygmateriel, såväl flygplan som motorer. Särskilt det senare var bekymmersamt, eftersom kraftiga motorer var en förutsättning för goda fart-, stig- och svängprestanda.

Saabingenjörerna funderade då på andra sätt att ge jaktpiloterna fördel i luftstrid. En var att koncentrera beväpningen i flygplanets nos.

För ett enmotorigt flygplan var lösningen att placera propellern bakom piloten. Så gjordes också i den unika Saab 21. Ett av de problem som ingenjörerna hade att lösa var att klara piloten vid ett eventuellt uthopp, utan att han strimlades av propellern.

En metod som diskuterades var att låta spränga bort propellern. Den lösning man fastnade för var dock en katapultstol, utvecklad utan närmare kunskap om de tyska rönen på området.

För att prova den nya raketstolen för J 35 Draken användes en ombyggd Lansen där provdockorna sköts ut från baksitsen. Huvuddelen av proven ägde rum i Vidsel med provflygaren Ceylon Utterborn som pilot. På bilden syns tydligt hur raketmotorn tänt. Foto: SVENSK FLYGHISTORISK FÖRENINGS ARKIV

Krutdrivning av stolen

Även på Saab funderade man på olika lösningar. Det första försöket med en katapultstol ägde rum redan den 8 januari 1942 då man med en tryckluftsdriven stol sköt ut en 80 kilo tung docka från ett modifierat bombflygplan av typen B 3, den i Sverige licenstillverkade Junkers Ju 86.

Den metod som så småningom valdes var dock, likt tyskarna, att använda sig av krutdrivning av stolen.

Den första försöksutskjutningen med en sådan stol ägde rum den 27 februari 1944 från en Saab B 17.

Då hade Saab 21 redan flugit för första gången. Det var den 30 juli 1943 och flygplanet var försett med Saabs egentillverkade katapultstol typ 1.

Drivsystemet bestod av två parallella kanoner som trycksattes med gas från en krutladdning på stolens baksida. Fallskärmen var en vanlig sittfallskärm. Utprovning hade dessförinnan skett i en lutande linbana på Saabs område, lik den som tyskarna också använde.

Det första livräddande nödutsprånget från en J 21 ägde rum den 26 juli 1946 av dåvarande löjtnanten Bengt-Olov Johansson (senare Järkenstedt) efter kollision med en J 22 i Göteborgs skärgård.

Det var tillika den första lyckade katapultutskjutningen i världen ur ett operativt flygplan. 26 nödutsprång företogs från Saab 21 och av dessa lyckades 23.

Ett kuriosum i sammanhanget är att samma typ av stol som satt i Saab 21 också satt i provflygplanet Saab 210 Draken (senare kallad Lilldraken), världens minsta flygplan med katapultstol.

Nästa katapultstol från Saab utvecklades för Saab 29 Flygande Tunnan, som kom att tillverkas i inte mindre än 661 exemplar. Det nya med den katapultstolen var att den aktiverades med en avfyringsgardin som drogs ner framför pilotens ansikte.

Fördelen med gardinen var dels att skydda mot fartvinden, dels att få piloten att räta på ryggen i utskjutningsögonblicket. Den vertikala kraften i utskjutningsögonblicket var cirka 25 g.

Om piloten på grund av g-krafterna inte förmådde höja armarna för att dra ner gardinen, fanns ett reservutlösningshandtag mellan benen. Denna katapultstol, med beteckningen typ 2, såldes även till England för jaktflygplanet Folland Gnat och kom även till användning i jugoslaviska Soko Galeb.

Nya versioner förbättrade säkerheten

Nästa stol var typ 3 för Saab 32 Lansen. Den hade bland annat ett enkelt, centralt placerat kanonrör till skillnad från tidigare stolar som hade dubbla kanonrör.

I början på Lansenepoken bars fallskärmen mellan omklädningsrummet och flygplanet på pilotens och navigatörens ryggar, medan man senare spände på sig fallskärmen i sitsen. Med automatisk utlösning var fallskärmen en integrerad del av räddningssystemet.

Katapultstolarna innebar en stor förbättring i flygbesättningarnas möjligheter att överleva en nödsituation, men de hade också sina begränsningar. Vissa fart- och höjdkrav måste vara uppfyllda för en lyckad utskjutning.

De varierade mycket beroende på dykvinkel, flygplanets attityd och andra faktorer. En enkel tumregel för Lansenbesättningar var 300/300, det vill säga minst 300 km/tim i fart och minst 300 meters höjd. Ett motorstopp i starten kunde alltså få fatala följder.

Dessa begränsningar ledde naturligtvis till att man ständigt sökte förbättra katapultstolen och dess prestanda. Nästa flygplan från Saab, 35 Draken, försågs inledningsvis med förbättrade katapultstolar jämfört med typ 3. Utskjutningshandtagen placerades på ömse sidor om stolsbaljan för snabb åtkomst.

Ett avancerat fallskärmssystem infördes med särskilda stabiliseringsskärmar för hög fart och hög höjd, likaså en fartstyrd utlösare för att fördröja separation från stolen vid uthopp i hög fart.

Den sista katapultstol som utvecklades av Saab var för skolflygplanet Saab 105, med flygvapenbeteckningen SK 60. Stolens konstruktion var en vidareutveckling av katapultstolen för Saab 29.

Räddade sig i farter som Mach 1

I början av 1960-talet togs ett viktigt principbeslut att fortsätta utvecklingen av svenska räddningssystem. En av anledningarna till varför man inte vände sig till utlandet och då framför allt brittiska tillverkaren Martin Baker, som etablerat sig som den ledande tillverkaren i världen, var en pågående patentstrid mellan dem och Saab.

I vidareutvecklingen av Drakens räddningssystem ingick en stolraketmotor och ett nytt skärmstabilitetssystem för både hög och låg fart. Denna väsentligt förbättrade stol kom att kallas raketstol.

Den fungerar i huvudsak så, att en krutladdning för upp stolen ungefär till sargen på sittbrunnen innan raketmotorn tänder och slungar ekipaget ett femtiotal meter.

Utprovningen ägde rum dels med stolsutskjutningar från en ombyggd Lansen, dels slädbaneutprovning vid Holloman Air Force Base i USA där släden uppnådde otroliga Mach 1,08, det vill säga dryga ljudhastigheten!

Den nya raketstolen för Draken medgav utskjutning från marken om farten var högre än 100 kilometer per timme. Saab 37 Viggens raketstol byggde vidare på Drakens. Bland annat infördes fixering av både armar och ben för att de inte skulle brytas sönder vid utskjutning i höga farter. Med Viggens raketstol kunde piloterna rädda sig i farter i drygt Mach 1.

Viggens raketstol var den sista som togs fram av Saab. Utvecklingskostnaderna för en stol för Jas 39 Gripen hade blivit alldeles för stora att bära för den relativt ringa volym det handlade om, drygt 200 flygplan.

Saab inledde därför förhandlingar med Martin Baker om deras beprövade raketstol Mk10, som numera också används av en rad andra flygplan, till exempel F-18 Hornet, Eurofighter Typhoon och Dassault Mirage 2000.

Över 5 500 raketstolar Mk10 har tillverkats och över 800 liv räddats. Med Mk10 har man uppnått 0/0-prestanda, det vill säga utskjutning från stillastående på marken.

Jas 39 Gripen den 8 augusti 1993 under en flygyppvisning på Vattenfestivalen i Stockholm. Foto: Roger Tillberg/TT

Katapultstolen på Vattenfestivalen 1993

En av de mera spektakulära utskjutningarna med en sådan stol ägde rum vid Vattenfestivalen 8 augusti 1993 i Stockholm när piloten Lars Rådeström räddade sig ur en Jas 39 Gripen efter ett fel i styrsystemet.

Över 700 000 människor kantade Riddarfjärden och bevittnade händelsen, som lyckligtvis inte krävde några offer i dödade när flygplanet slog ner på den enda fläck på Långholmen där inga människor just då befann sig. Två personer på marken skadades, varav en fick brännskador. Den olyckliga händelsen till trots visades på, om än på ett burdust sätt, raketstolens effektivitet.

Det var alltså Tyskland som ledde den tidiga katapultstolsutvecklingen, tätt följt av Sverige. USA kom in i bilden först på sent 1940-tal.

Engelsmännens utveckling av katapultstolar tog fart efter kriget efter introduktionen i krigets slutskede av jetdrivna jaktflygplan.

Om utvecklingen i dåvarande Sovjetunionen vet man ännu inte så mycket, även om information nu börjar sippra ut. I dag producerar Ryssland mycket kvalificerade räddningssystem, något som också handgripligen demonstrerats vid tillbud under några internationella flygutställningar.

BILD: Katapult 9Flygvapenmuseum hade för en tid sedan en tillfällig utställning om sitsar i olika flygplan, från de första primitiva på 1910-talet till Viggens raketstol. Närmast syns katapultstolarna för i tur och ordning Flygande Tunnan, Lansen och Hawker Hunter och därefter raketstolarna för Draken och Viggen. Foto: LENNART BERNS

När katapultstolen introducerades hälsades den naturligtvis med stor tillfredsställelse. I Sverige har hittills cirka 350 liv räddats tack vare katapult- eller raketstolen.

Din bonus som Ny Teknik-läsare: En del av svensk teknikhistoria  

Du som är prenumerant på Ny Teknik digitalt får som en extra bonus ett urval av artiklarna från Teknikhistoria, ett magasin om den tekniska och industriella utvecklingen som lett fram till samhället som det ser ut i dag – med fokus på den svenska utvecklingen.  

Vill du få en bit av historien direkt hem i brevlådan? Teckna din prenumeration redan i dag på: teknikhistoria.prenservice.se  

Gilla Teknikhistoria på Facebook för att få senaste nytt ur historien! 

Gilla Teknikhistoria på Instagram!

Lennart Berns

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt