Alle sprechen über Protektoren, viele wissen aber nicht, worum es eigentlich geht. Dieser Essay soll physikalische Gesetze erklären und beginnt dort, wo der kontrollierte Flug zum Absturz geworden ist - aus welchen Gründen immer - der Pilot fällt runter!
Er fällt nicht wie ein Stein, weil auch ein total deformierter Schirm noch bremst. Experten sagen, daß der Aufprall im Schnitt nur mit 5 - 7 m/s, das sind 18 - 25 km/h, erfolgt. Das entspricht einer Fallhöhe von 1,50 - 2.50 m. Der DHV testet mit 1.50, die Franzosen mit 1.85 m (?). Dazu kommt aber noch eine allfällige Horizontalgeschwindigkeit.
Die Masse des Piloten hat eine Wucht, die sich wie folgt verändert: Doppelte Masse = doppelte Wucht, aber: doppelte Geschwindigkeit = vierfache Wucht! "Wucht" heißt physikalisch kinetische Energie - Energie der Bewegung. Energie - das ist die Fähigkeit, Arbeit zu leisten. "Arbeit" = Kraft mal Weg: 100 kg / 10 cm = 10 kg/100 cm hoch heben.
Kinetische Energie bricht die Knochen - Deshalb muß sie "weg" - sonst leistet sie Verformungs-Arbeit. Die heißt beim Auto Knautschen und soll beim Piloten um jeden Preis verhindert werden - er hat ja keine Knautsch-Zone und Knutsch-Zonen zählen hier nicht. Wenn nicht Fliegerknochen, dann muß etwas anderes "geknautscht", d. h. deformiert werden - der "Protektor"! Energie aufnehmen kann der aber nur, wenn er einen (Brems-)"Weg" hat, also dick genug ist. Zur Erinnerung : Energie = Arbeit = Kraft x Weg. "Halber Weg" bedeutet daher "Doppelte Kraft" oder 10 cm "Protektor" bedeuten doppelt soviele "g" wie 20 cm. Die vom DHV gesetzte "20 g - Grenze" entspricht Erfahrungswerten aus der Flugmedizin (Öffnungs-Stoß beim Fallschirm, Schleuder-sitz, Helicopter-Crash´s). "g" ist die Erdbeschleunigung, bei "20 g" "wiegt" ein 50-kg Pilotenrumpf 1.000 kg!
Beim Aufprall sind viele Körperstellungen möglich:
im Idealfall voll aufgerichtet, die Haxen als "Federbeine" ausgefahren,
Die schlimmsten Verletzungen verursacht jedenfalls ein axialer Stoß auf die Wirbelsäule, also muß am Po das dickste Kissen sein!
Welche Möglichkeiten gibt es, heimtückische Aufprall-Energie so zu absorbieren, daß der Crash-Pilot heim"gehen" kann:
1.0.
Airbags: Kissen, mit Luft gefüllt, die beim Aufprall herausgepreßt wird.
Vorteil: viel Know-How aus der Autobranche verfüg- bar, Temperatur - unabhängig, kein Jolt (d. h. ruckartiger Einsatz der Verzögerung), geht mit Bewegungen des Gurtzeuges mit, leicht, kann zum Transport komprimiert werden. Nachteil: größere Bauhöhe als bei Nicht-Gas-Dämpfern systembedingt. Durchdring- ungsschutz ist empfehlenswert.
1.1.
Luft-Füllung durch Staudruck: "Cygnus" (Oliver Meyer). Vorteil: besonders kleines Packmaß, leicht zu verstauen. Nachteil: ungenügende Füllung in der Startphase, größere Bauhöhe systembedingt - nur eine Druck- kammer, die vom Po bis zu den Schultern reicht.
1.2.
Luft-Füllung durch Schaumstoff: "Schaumstoff-Airbag" (Helmut Hintner). Vorteil: Getrennte Druckkammern verhindern, daß die Luft dorthin entweicht, wo gerade kein Aufprall statt findet und erlauben eine geringere Bauhöhe als beim Cygnus. Nachteil: mir ist keiner bekannt, aber da bin ich befangen !
2.0.
Nicht-Gas - Lösungen (Hartschaumstoff, Honey- comb, EPS etc.) Vorteil: Volle Bremswirkung vom ersten Eintau- chen an, das bedeutet eine geringe Bauhöhe als bei den Airbags. Prallplatte u. U. verzichtbar (?) Nachteil: "Jolt" - Gefahr, evtl. Temperatur- abhängigkeit. Versteift das Gurtzeug. Volumen für den Transport nicht reduzierbar.
2.1.
Dauerhaft verformbarer Dämpfungs-Körper - "Eincrash" - Protector". Die Methode wird z. B. bei Fahrrad-Helmen aus EPS seit Jahren erfolgreich angewandt: Sturz - Delle im Helm - Kopf ganz, Helm entsorgen. her- stellbar. Vorteil: leicht, billig, in jeder beliebigen Form herstellbar. Nachteil: "schleichende" Verformung, mechanisch, aber auch durch Benzin- Dämpfe (Kofferraum), möglich.
2.2.
Elastischer Dämpfungs - Körper. Das sind Schaumstoffe, wie man sie z. B. von der Armaturenbrett - Polsterung im Auto oder Motor- rad-Schutzanzügen kennt. Nach dem Crash "erholt" sich das Material wieder. Vorteil: in jeder beliebigen Form herstellbar, unempfindlich. Nachteil: schwer, steif, teuer (?)
Outlook: Ein neues Problem scheint der Seiten-Aufprall zu werden, bedingt durch die neuen, schnell wegdrehenden Schirme, daher könnten die schon am Markt angebotenen Seiten-Protektoren im Becken-Bereich künftig mehr Bedeutung erlangen. Dafür erscheint mir 2.1 oder 2.2 am besten geeignet.
Sicherheits - Philosophie: Aktive Sicherheit kann nur bedeuten, so zu fliegen, daß es gar nicht zum Crash kommt. Passive Sicherheit soll Crash - Folgen mildern. Denn der Teufel schläft nie.
Von beiden kann es nie genug geben. Darum zum Schluß eine ...
Provokante Frage: Die Protektorenpflicht würde mit Sicherheit jährlich einige Dutzend Rolli-Fahrer weniger bedeuten, das zeigen bereits jetzt die Erfahrungen in Österreich - wäre da nicht vielleicht die Aufgabe von einem Zipfel Freiheit einer Erwägung wert?
Helmut Hintner gilt als Erfinder des Schaumstoff-Airbags und kooperiert mit Pierre Bouilloux/Sup´Air:
Fallhöhe in Metern
Geschwindigkeit bei Aufprall
Negative Beschleunigung (Verzögerung) bei verschieden langen Bremswegen (Die hier angenommene "ideale" Verzögerung ist in der Praxis nicht ganz erreichbar)
5 cm
10 cm
15 cm
20 cm
m/s
km/h
m/s
G
m/s
G
m/s
G
m/s
G
1,50
5,4
19,5
294
30
147
15
98
10
74
7,5
2,50
7
25
400
50
245
25
163
16,6
123
12,5
5,19
10
36
1000
102
500
51
333
34
250
25,5
Tabelle1: Verhältnis von Fallhöhe und Aufprallgeschwindigkeit zu Bremsweg und G-Werten. Die graue Fläche kennzeichnet die Werte "DHV-Test-Fallhöhe" (1,5m). (Zusammengestellt vom Verfasser)
Grafik aus Martin Baker Helicopter-Crashworthy-Seat
