Física da ejeção

Ejetar de um avião é uma violenta seqüência de eventos que coloca o corpo humano sob uma quantidade extrema de força. Os fatores principais envolvidos na ejeção são a força e aceleração do tripulante, de acordo com Martin Herker, um ex-professor de física. Para determinar a força exercida sobre a pessoa sendo ejetada, vamos dar uma olhada na segunda lei de Newton sobre o movimento, que diz que a aceleração de um objeto depende da força agindo sobre ele e da massa desse objeto.

 

Foto cedida NASA Um assento ejetável é disparado em teste da NASA para analisar a sua capacidade de realizar uma ejeção a altitude zero e velocidade zero

A segunda lei de Newton é representada assim:

 

Força = Massa x Aceleração
(F=M x A)

Colocando na situação do tripulante que é ejetado de um avião, M é igual à massa do corpo dele mais a massa do assento. A é igual à aceleração criada pela catapulta e pelo foguete sob o assento.

A aceleração é medida em G, ou forças da gravidade. Uma ejeção de uma aeronave está na faixa dos 5 G aos 20 G, dependendo do tipo de assento ejetável. E como mencionamos na introdução, 1 G é igual à força da gravidade da Terra e determina o nosso peso. Um G de aceleração é igual a 9,8 m/s². Isso significa que se você soltar um projétil de um abismo, ele vai cair com uma aceleração de 9,8 m/s².

É simples determinar a massa do assento e do equipamento ligados ao assento. A massa do piloto é a maior variável. Uma pessoa de 81,5 kg costuma sentir 81,5 kg de força sendo aplicada sobre ele quando está de pé. Em um impacto de 20 G, essa mesma pessoa de 81,5 kg vai sentir 1.630 kg de força sendo exercida contra ela. Para aprender mais sobre força, clique aqui.

"Para determinar a velocidade do assento (ejetável) a qualquer momento, a pessoa pode resolver a equação de Newton se souber a força aplicada e a massa do sistema assento/ocupante. Os únicos outros fatores que são necessários são o tempo da força a ser aplicado e a velocidade inicial presente (se houver)," escreve Herker em sua página da Internet que descreve a física por trás das ejeções (em inglês). Ele fornece esta equação para determinar a velocidade do assento:

 

Velocidade = Aceleração x Tempo + Velocidade inicial
V(f) = A x T + V(i)

A velocidade inicial se refere tanto à taxa de subida como à taxa de descida da aeronave. E também pode ser determinada pelo passo inicial do processo de ejeção em um assento que combina a catapulta explosiva com o foguete sob o assento. A velocidade do assento deve ser alta o bastante para permitir que o assento se separe da aeronave o mais rápido possível, de maneira que o piloto fique distante de todas as partes da nave.

O uso de um assento ejetável sempre é o último recurso usado quando uma aeronave é danificada e o piloto perde o controle dela. No entanto, salvar as vidas de pilotos é uma prioridade maior do que salvar aviões, e há momentos em que uma ejeção é necessária para salvar uma vida.

Para mais informações sobre assentos ejetáveis e tecnologia relacionada, verifique os links na próxima página.