Výbušné testování stroje FV432. Kolem figuríny létají nástroje. To naznačuje nebezpečí uvolnění zařízení v případě výbuchu. Výcvik výrazně zvyšuje pravděpodobnost přežití miny nebo detonace IED. Přitom upevňovací popruhy a správné umístění výstroje mají prvořadý význam, to je základem bezpečnosti vojáka.
Sedadla odolná proti výbuchu, často považovaná za samozřejmost, zvyšují míru přežití mých a IED detonací. Uvažuje se o novém vývoji v oblasti posílení ochrany. Sedadla tlumící výbuch nejsou novým fenoménem a auta sovětské éry byla vybavena sedadly na střeše a na bocích. V posledních letech se ale technologie a konstrukce v této oblasti rozvíjejí obzvláště rychle, spolu s vývojem vozidel chráněných proti minám, které se na bojišti staly samozřejmostí
Až donedávna byla veškerá pozornost nepochybně zaměřena na řešení na ochranu před minami a improvizovanými výbušnými zařízeními (IED) vozidla, a nikoli lidí v něm, protože je zřejmé, že zabránit proražení automobilu je nejdůležitější a nejnutnější požadavek v případě detonace ….
Statistiky nepřátelských akcí v Iráku a Afghánistánu ukazují, že vozidla se staly více chráněnými a houževnatými, počet zraněných a zabitých z větší části poklesl. Ve skutečnosti se však počet některých typů zranění zvýšil a počet úmrtí v důsledku sekundárních účinků zůstává překvapivě vysoký, a to i v automobilech vybavených elementárními sedadly absorbujícími energii.
Jedním z nejdůležitějších a nejnaléhavějších problémů v této oblasti je takzvaný „házející efekt“způsobený obrovskou negativní akcelerací auta vyhozeného do vzduchu a následného náhlého přistání zpět na zem.
Statistiky nehod jsou vždy klasifikovány, ale neoficiální důkazy od lékařů v Afghánistánu naznačují, že počet úmrtí klesl, ale polní nemocnice a běžná zdravotnická zařízení nadále poskytovala velké množství fyzioterapie a vhodné léčby pro přeživší. Lékaři pomohli armádě vyrovnat se se zraněním zad, svalů a kloubů, které nějakou dobu zůstávalo bez povšimnutí, protože vojáci v takových případech jednoduše nepřežili.
Moderní sedadla odolná proti výbuchu jsou k dispozici v široké škále typů a provedení. Obecně byly prvními úspěšnými návrhy standardní sedadla pro posádku, která byla připevněna k bokům nebo střeše vozidla. Snižovaly sílu nárazu vyplývající z deformace spodní části vozu a působící přímo na sedící osobu.
V tomto ohledu lze odlišný přístup ilustrovat na příkladu sedadla, které je konstrukčně takzvaným Suspended Dynamic Seat, vyvinutým společností Autoflug. Společnost má velmi rozsáhlé zkušenosti s padákovými šňůrami a v tomto provedení se snaží izolovat vojáka od tlakové vlny a uvolněných předmětů uvnitř vozidla zavěšením sedadla na napínací pásy se setrvačníkovými navijáky. Ostatní sedadla tohoto typu také používají látková a lanová vázání, protože nepřenášejí tlakové síly, které jsou velmi dobře přenášeny kovem.
Sedlo Autoflug může zajistit až sedm popruhů, což umožňuje volnost pohybu a nastavení a zároveň chrání vojáka před přímým výbuchem. Uživatel je v sedadle připoután čtyřbodovými bezpečnostními pásy a popruhy na nohy, které v případě výbuchu slouží k zajištění pohybu končetin nahoru, což může mít za následek další zranění a zranění.
Je třeba si uvědomit, že bezpečnostní pásy jsou naprosto nezbytnou součástí struktury sedadla, a pokud nejsou pohodlné nebo obtížně přehoditelné přes neprůstřelnou vestu nebo vybavení, vojáci je nenosí a pokud jsou odpáleny, okamžitě ztratí výhody jakéhokoli výbuchu -vodotěsné sedadlo
Takové zavěšené konstrukce jsou stále populární a rozšířené, zejména u těžkých vozidel, jako jsou hlavní bojové tanky (MBT). Taková auta ve většině případů příliš nezrychlují, pokud nejsou vyhodena do povětří na velmi velké náboje. Volnost pohybu, kterou umožňují při běžném provozu, může zpočátku způsobovat neobvyklé pocity, protože je zřejmé, že ovládací prvky stroje jsou statické a uživatel se vůči nim může pohybovat, ale posádka si na tuto volnost pohybu rychle zvykne.
Problém je však mnohem obtížnější u menších vozidel, kde se konstruktéři obvykle potýkají se dvěma hlavními problémy. Za prvé, nižší hmotnost znamená, že dopad výbuchu je mnohem silnější, a proto musí být sníženo více sil, a za druhé, protože jsou menší, musí být sedadla instalována na relativně malé nosné ploše.
Po celém světě však probíhá obrovské množství práce na vývoji odpovídajících křesel a finanční odměny pro ně jsou velmi významné vzhledem k tomu, že Spojené státy, mimo jiné země, mají velkou touhu vyměnit všechna místa své obrovské flotily obrněných vozidel, jako jsou HMMWV, s verzemi odolnými proti výbuchu. Podle odborníků to není snadný úkol, protože taková vozidla mají do jisté míry omezený vnitřní objem a přibližně 7,5 palce prostoru pod sedadlem bude nutné velmi účinně využít k zajištění přijatelné úrovně ochrany. Testy provedené v rámci tohoto programu však ukázaly, že tento problém má řešení.
Když Spojené království začalo zvažovat přesun nyní všudypřítomného Šakala z čistě speciálních sil na pravidelnou pěchotu v Afghánistánu, byly uděleny smlouvy na Supacat a Jankel Armouring na řešení těchto problémů na pravděpodobně nejosvědčenějším typu vozidla. Generální ředitel Jankel Andrew Jankel uvedl, že společnost se zpočátku zabývala pouze zajišťováním rezervací a chtěla kupovat prefabrikovaná sedadla, ale průzkum trhu a zkušenosti s dodávkou takových produktů (vysoce negativní) povzbudily společnost k vývoji vlastního designu.
Tato sedadla byla navržena v těsných termínech a úspěšně explozivně testována. Pod označením JBAS (Jankel Blast Attenuating Seats) byly schváleny a přijaty pro naléhavý modernizační program společnosti.
Jednalo se o relativně jednoduchá sedadla tlumící nárazy na podlaze, ve kterých prostor pod sedadly sloužil ke změkčení pohybu vzhůru a snížení dopadu nárazu na sedící.
V roce 2009 Jankel pokračoval ve vývoji designu vedoucího k rodině sedadel Blastech. Tato sedadla jsou k dispozici v různých variantách s různým upevněním pro širokou škálu vozidel. Varianta Šakal, známá jako řada F, má „protiponorkovou“základnu, která brání sedící osobě vyklouznout zpod jejího čtyřbodového postroje; sedadlo je nastavitelné tam a zpět, na výšku a otáčení. K dispozici je také sklopné sedadlo pro zvětšení vnitřního prostoru v autě.
Pod označením řady R je k dispozici možnost montáže na střechu nebo na zádi, která je určena hlavně pro zadní sedící vojáky a je standardně dodávána se sklopnou základnou. Řada E pro strojírenská vozidla (vyvinutá pro britské vyklízecí vozidlo Talisman JCB) má ochranu proti výbuchu jako ostatní sedadla, ale tato varianta přidává integrované vzduchové odpružení, které zmírňuje otřesy při jízdě v nerovném terénu, což tato vozidla hlavně operovat.
Konečně poslední možností je řada X, která obsahuje několik možností, jako je sklopné opěradlo, velké nastavení výšky pro sklopné a palebné pozice, plus možnosti instalace ve věži, zádi, s připevněním na boky a dno.
Všechna sedadla obecně nabízejí stejnou ochranu proti výbuchu, ale jsou navržena pro různé náklady a hmotnost nebo požadavky na půdorys. Zatímco Jankel udržuje úroveň ochrany nabízených sedadel v tajnosti, je jasné, že dokážou odolat špičkovým zrychlením přesahujícím 2 000 G za 2 milisekundy, přičemž na sedící osobu přenesou jen zlomek těchto nákladů.
Výbuch je absorbován „oslabující kazetou“naplněnou plynem a kolejnicemi, které umožňují stroji pohybovat se vzhůru v prostoru pod sedadlem, zatímco kazeta změkčuje rázovou vlnu na přijatelnou úroveň. Jankelův obchodní manažer Daniel Crosby však uvedl, že sedadla Blastech se vyznačují automatickým nastavením hmotnosti a funkcí reset.
Jankel vyvinul pokročilé analytické nástroje pro simulaci dopadu výbuchu na sedadla rodiny Blastech; To lze vidět na příkladu sedadel instalovaných v Supacat Jackal (výše). Společnost má také své vlastní instrumentální figuríny a šokový stojan pro potvrzení počítačových výpočtů.
Nastavení hmotnosti
Crosby tvrdí, že sedadla pro včasné výbuchy byly primárně navržena pro poměrně velké pěšáky, ale jak se hrozba IED zvyšuje a každé operační místo v současné době čelí této hrozbě, přístup typu jedna pro všechny se neospravedlňuje. Zkrátka vojákům s vyšší hmotností hrozí, že nedostanou dostatečnou ochranu, protože auto pod nimi poskakuje a sedadlo se může na konci svého zdvihu převrátit, zatímco u lehčích vojáků je tomu naopak. Také velikost a hmotnost vojáka může kolísat kvůli přítomnosti neprůstřelné vesty, tašek do pasu nebo jiného vybavení.
K vyřešení tohoto problému byla sedadla Blastech vybavena automatickým nastavením hmotnosti. Sedící osoba může pomocí páky nastavit úroveň snížení síly nárazu rázové vlny, která je optimální pro jeho hmotnost.
Funkce reset je patentovaná funkce sedadla, která pohání vzhůru rázovou vlnu klouzáním po kolejnicích a poté znovu načte kapslovou vložku, aby absorbovala sekundární vrhací síly a zároveň poskytovala ochranu na obou osách. To ve skutečnosti umožňuje nejméně 160 procent prostoru pod sedadlem, řekl Crosby.
Sedadla jsou k dispozici buď s inerciálními pásy, čtyřmi nebo pěti body, nebo s pevnými tkanými pásy.
Jankel provedl na svých sedadlech rozsáhlé pádové zkoušky, které oddělily dopad rázové vlny. Osvědčily se při instalaci na různé stroje pracující v horkých místech. Společnost také vyvinula pokročilé počítačem podporované testování pro validaci CAD modelů a předpovídání slabých míst, přičemž výsledky Crosby byly hodnoceny jako velmi blízké výsledkům testů polního výbuchu.
Sedadla jsou opakovaně použitelná a obsahují kontrolní čipy pro kontrolu poškození. Aby se však zajistila adekvátní zpětná vazba, je třeba každý den provést několik jednoduchých kontrol pro přihlášení do uživatelského profilu. Jankel uvedl, že vyvinul řadu náhradních sad pro opravu sedadel a jejich udržování v dobrém provozním stavu.
Dalším členem trhu s výbuchem sedadel je Creation UK, jehož touha uvolnit své sídlo na začátku roku 2010 byla velmi podobná Jankelovi.
CTO Robin Hall říká, že společnost byla rozčarována ze stávajících návrhů a výrobců, kteří dodali sedadla pro Ranger. Creation vytvořil toto vozidlo ve spolupráci s Universal Engineering a poté tyto zkušenosti využil k vývoji svého lehkého hlídkového vozidla Zephyr.
"Prostě jsme nemohli najít sedadlo se správnou hmotností a výkonem," řekl a dodal, že "stávající návrhy se také zdály dost drahé."
V důsledku toho společnost Creation začala navrhovat vlastní počítačovou sedačku pomocí softwaru Catia v5 na základě práce, kterou společnost Iliac Design odvedla na ortopedických a osteopatických sedadlech. Davis uvedl, že počáteční testy makety ocelového rámu během dvou testů výbuchu v souladu se STANAG 4569 úroveň 2 „přesně neodpovídaly“počítačové analýze, takže společnost připravuje vlastní testovací lavici, která bude pokračovat v nárazových testech a upřesňuje a další vývoj a validace metody konečných prvků a dynamické analýzy.
Konečná hlavní konstrukce je vyrobena z hliníku (ke snížení hmotnosti) a ke snížení účinků výbuchu používá pružiny, tlumiče a gumový nárazník. Pružina a tlumič jsou běžné výrobky, ale vše ostatní je vyrobeno na zakázku.
Hall odmítl pojmenovat úroveň ochrany, kterou sedadla poskytují, ale prošel rozbitými testy. Testy potvrdily výpočty postupného selhání těchto sedadel a „je zcela jasné, že v případě výbuchu bude sedačka plnit svoji funkci“.
Řekl, že návrh je založen na nedeformovatelných částech, takže jej lze skutečně upravit a přestavět po „běžném“používání, včetně dopravních nehod a „skoků na mostě“, bez jakékoli údržby nebo opravy. V normální poloze je sedadlo instalováno na kolejnicích v horní poloze pracovního zdvihu; se silným nárazem se po nich bude mírně pohybovat, ale pak se vrátí do své původní polohy. Hall vysvětlil, že díky tomu je účinný při explozi a silném házení.
Lavice je navržena pro opakované použití a po detonaci je sedadlo zkontrolováno úhlovým goniometrem, aby se zajistilo, že hlavní součásti nejsou ohnuté a jinak nevyžadují údržbu.
Tlumič je konstrukčně podobný tlumičům vypůjčeným z odpružení silničních vozů a „musí vydržet životnost sedadla“bezesporu. Polštáře sedadel jsou připevněny popruhy na suchý zip, a proto je lze snadno vyměnit.
Hall řekl, že sedadlo bylo vyvinuto na základě informací od společnosti Dstl (Defense Science and Technology Laboratory), která navrhla bederní opěrku a 3palcové široké čtyřbodové pásy Securon, přičemž oba byly součástí návrhu. Dstl Steve Burgis také pomohl s designem opěradla, který lze nyní pohodlně používat s vybavením nebo dokonce odstranit, pokud se voják při prodloužených jízdách cítí nepříjemně na sobě neprůstřelnou vestu. Sedadla Creation mohou být namontována na různá místa ve vozidlech, ve směru jízdy nebo kolmo k němu. Hall vysvětlil, že strukturálně jsou sedačky většinou totožné, ale jsou instalovány v pomocném rámu, který má úchyty ke dnu, bokům nebo střeše.
Vývojové a výbušné zkoušky byly nyní dokončeny.
V případě potřeby však mohou být v budoucnu provedeny určité úpravy. Například by teoreticky mohly být chráněny neprůstřelnými pouzdry, pokud by byly instalovány v otevřeném automobilu, ale to by nemělo být nutné, protože stroje musí být v každém případě dostatečně chráněny.
Hall řekl, že do sedadla mohou být zahrnuty i stupačky. Prozatím věří, že jsou zbytečné, protože Zephyr a Ranger mají dvojité dno, které absorbuje část energie rázové vlny, a že i skládací konstrukce zhorší přístup a zmenší vnitřní prostor.
Sedadla odolná proti výbuchu od společnosti Creation instalovaná ve stroji Zephyr. Dvojité dno eliminuje potřebu stupaček, ale protože jsou připevněny k bokům, mají sedadla pasivní opěrky hlavy
Sedadla řady Jankel BLASTech
Sedačky Jankel mohou být vybaveny stupačkami, ale společnost také vyvinula svůj podlahový panel J-PAD (Jankel Pulse Attenuation Device), který je instalován přímo před sedadlo a absorbuje rázovou energii, která může poškodit holenní kosti sedící osoby.
David Kiernan, mluvčí sedadel odolných proti výbuchu v USA, Global Seating Solutions (GSS), uvedl, že „stupačky způsobují v tomto odvětví mnoho kontroverzí; máme různé designy a děláme vše pro to, aby byly pohodlné a efektivní při používání. Pevné stupačky znesnadňují nastupování a vystupování a potenciálně vás mohou zranit, když budete sedět v prostoru mezi stupačkou a spodkem. V okamžiku výbuchu pod autem se nejprve začne hýbat dno a pak se může zlomit noha (noha). “
"Vyvinuli jsme dvě stupačky, které uživatelé dobře přijali." Některé mají skládací prvky, druhé se spustí při detonaci a odeberou nohy sedícího zespodu. Pokud není správně promyšlena poloha, použití a provoz opěrky nohou, pak pokud není síla na sedícího člověka aplikována správně, může to v okamžiku výbuchu způsobit určité problémy. “
Opačná část osoby - hlava si také vynucuje vývoj různých opěrek hlavy, i když designéři již nabízejí mnoho různých opěrek hlavy, které zabraňují zbytečnému otáčení hlavy v helmě během detonace. Jsou zvláště potřebné pro vojáky sedící kolmo na pohyb, a proto zvláště náchylné ke zranění krku, zad nebo páteře, proto jsou sedadla umístěná vzadu vybavena tyčovými nebo obručovými zádržnými prvky.
Battlesafe 208 od australské společnosti Stratos Seating je dobrým příkladem tohoto poměrně základního stylu ochrany s bočními blatníky, které omezují pohyb hlavy a ramen. Kromě tohoto pasivního řešení je známo, že alespoň jeden výrobce na trhu testuje systém airbagů.
Kiernan dodal, že „aktivní opěrky hlavy mají své výhody při nehodách a explozích. Existuje několik řešení a airbagy jsou jedním z nich, ale zde se musíte vypořádat s poměrně složitým problémem, smyslovým mechanismem. Jakékoli spuštění airbagu ve špatnou dobu může mít vážné důsledky, ale pokud je ovládáno přesně, představuje vynikající bezpečnostní systém. “
"Existuje několik mechanických způsobů přidání aktivní opěrky hlavy k sestavě sedadla, které jsou velmi závislé na skutečné události a pohybu sedící osoby v sedadle," dodal. „Airbagy vykazují velký potenciál v jiných oblastech, jako jsou bezpečnostní pásy se vzduchovým polštářem nebo sedadla změkčující boční nárazy.“
GSS má několik designů sedadel a jeho nejnovějším projektem je řada sedadel s integrovanými pětibodovými pásy, označená jako XYZVR Generation II, vyvinutá ve spolupráci s Techno Sciences Inc (TSI). XYZVR znamená ochranu X, Y a Z, redukci vibrací (vibrace) a ochranu při převrácení.
TSI má rozsáhlé zkušenosti s vývojem sedadel v letadlech, jako jsou sedačky pro posádku lopaty montované na SH-60 Seahawk amerického námořnictva. Tato sedadla jsou vybavena aktivními antivibračními prvky pro zvýšení pohodlí. Tato technologie, založená na adaptivní magnetoreologické absorpci energie, byla začleněna do nejnovějších sedadel XYZVR.
Magnetoreologická technologie v zásadě funguje stejným způsobem jako aktivní odpružení, které se v některých automobilech nachází, a zajišťuje tak stabilnější pohyb pouhým stisknutím tlačítka. Když elektrický proud prochází kapalinovou klapkou s kovovými pilinami, odpor lze v případě potřeby zvýšit nebo snížit.
Kiernan vysvětlil: „Náš systém přijímá různé hmotnosti pro známý šokový impuls a pokud se impuls změní, může změnit úroveň ochrany. Ve velmi blízké budoucnosti budeme mít systém, který se přizpůsobí hmotnosti sedící osoby, reaguje na zrychlení vozu a minimalizuje vibrace vozu přenášené do lidského těla. “
Sedadla jsou opakovaně použitelná a jednotlivá sedadla byla podrobena několika výbušným testům. „Po aktivaci je třeba vyměnit pouze jeden prvek a tato výměna zabere velmi málo času.“
Najednou se pokusili zavést tuto technologii do bojových vozidel EFV námořní pěchoty, ale program byl uzavřen. Další sedadla od GSS jsou již nainstalována na lehkých a těžkých vojenských vozidlech LHTV a vozidlech MRAP.
Přes veškerou tuto práci zdroj vojenské společnosti Force Protection uvedl, že existuje obrovský prostor pro zlepšení, ale drtivá většina výrobců sedadel nemá přístup k mnoha údajům o dopadu bombardování vozidel. Proto sami nezávisle zkoumají přímé účinky na sedadlo a sedící osobu.
Věří, že výrobci vozidel a ochranných systémů by v budoucnu mohli začít úzce spolupracovat prostřednictvím rozsáhlé výměny údajů o zkouškách výbušnin.
Pan Kiernan z GSS souhlasil a objasnil, že v ideálním případě by měl design začínat na uživatelské úrovni a postupovat na vyšší úrovně. Za současného stavu věcí nejprve navrhnou vůz a poté do něj nainstalují sedadla. Řekl, že „kdybychom měli výrobce, který by chtěl postavit nákladní vůz na základě optimálních řešení přežití, bylo by to skvělé. Ale ve skutečnosti pracujeme s prostorem, který je nám přidělen, a požadujeme, abychom v rámci těchto hranic vytvořili nejefektivnější a nejbezpečnější místo. “
