Ein Schleudersitz (auch: Katapultsitz) ist ein Notfallrettungsgerät für die Besatzung von Luftfahrzeugen, der ihr bei Bedarf ein Aussteigen ermöglichen soll, wenn (z. B. aufgrund der hohen Fluggeschwindigkeit) ein herkömmlicher Ausstieg nicht bzw. nur mit erheblichen Zusatzgefahren möglich wäre.
Schleudersitze sind hauptsächlich in Militärflugzeugen mit kleiner Besatzung (typischerweise 1 bis 2 Personen) eingebaut. In manchen Fällen werden sie auch unabhängig von Notsituationen planmäßig eingesetzt; so stieg der Kosmonaut aus sowjetischen Wostok-Raumschiffen regelmäßig mit dem Schleudersitz aus und landete mit dem Fallschirm.
Ein moderner Schleudersitz ist ein komplexes, nur für den einmaligen Gebrauch vorgesehenes System, bestehend aus dem eigentlichen Sitz, einer Sprengeinrichtung, einem Raketenantrieb, einem Stabilisierungssystem, einem Rundkappenfallschirm, einer Sauerstoffflasche für große Höhen und einer an den Einsatzort angepassten Überlebensausrüstung einschl. Funkgerät, Proviant, ggf. Schlauchboot bzw. Rettungsfloß etc.
Das Konzept sieht vor, dass sich das gesamte System nach Aktivierung (heute mit einem Raketentreibsatz, früher mit Druckluft oder Sprengstoff) mitsamt Insassen in sehr kurzer Zeit aus dem Fluggerät herauskatapultiert und sich soweit aus dem Gefahrenbereich entfernt, bis – nach Abbremsung und Lagestabilisierung – der Insasse vom System getrennt werden kann und an einem Fallschirm zu Boden sinkt. Der Schleudersitz selbst stürzt ungebremst ab und wird zerstört.
Heutige Schleudersitze funktionieren auch dann, wenn sich das Flugzeug noch am Boden befindet (sog. 0/0-Sitze; Höhe = 0 / Geschwindigkeit = 0; auch „zero/zero“ geschrieben), ja sogar unter Wasser. Sie ermöglichen ebenso einen sicheren Rettungsausstieg in sehr großen Höhen.
Die meisten Schleudersitze katapultieren sich nach oben aus dem Flugzeug; einige wenige katapultieren sich nach unten hinaus, so zum Beispiel zwei der sechs Sitze bei der B-52 Stratofortress.
Ablauf eines Schleudersitz-Ausstiegs
Die folgende Beschreibung bezieht sich beispielhaft auf den Ausstieg mit einem Schleudersitz des Typs Martin-Baker Mk. XA. Bei anderen Modellen ist der Ablauf ähnlich, wenngleich es natürlich Detailunterschiede gibt. Der gesamte Vorgang vom Auslösen des Systems bis zur Öffnung des Hauptfallschirms dauert insgesamt etwa 2–3 Sekunden, wenn die Auslösung in Bodennähe erfolgt.
Der Pilot aktiviert den Mechanismus durch Ziehen an einem der Abzugsgriffe (über dem Kopf, zwischen oder neben den Beinen) und nimmt dadurch die Hände vom Steuerknüppel und dem Leistungshebel.
Das Dach oder die Scheibe über der Pilotenkanzel wird entfernt. Je nach Luftfahrzeugtyp gibt es dazu verschiedene Verfahren. Z. B. kann dies durch Sprengschnüre erfolgen, die in eine Silikonhülle gelegt und mit dieser auf dem Kunststoffglas des Kabinendaches aufgeklebt sind, oder es wird das Dach mittels Pneumatik abgeworfen; im Gegensatz zu früher erfolgt dies heute automatisch. Bei manchen Flugzeugtypen erfolgte der Ausschuss durch das geschlossene Dach, welches durch einen an der Oberseite des Helms angebrachten „Dorn“ das Glas durchbrochen wurde. In solchen Fällen waren die Abzugsgriffe am Kopfstück des Schleudersitzes als Splitterschutzkapuze konstruiert. Der Pilot zog diese beim Auslösen über das nur von der Sauerstoffmaske geschützte Gesicht (Regelfall).
Durch Gurtstraffer wird die Wirbelsäule in eine weitgehend gerade Position gebracht, und der Sitz wird durch eine „Schleudersitzkanone“ (ein Teleskoprohr mit eingebauten pyrotechnischen Munitionselementen) aus dem Flugzeugrumpf hochgeschossen. Sämtliche gebündelte Versorgungsleitungen, die den Piloten mit dem Flugzeug verbinden (PEC, Personal Equipment Connector) werden an dafür vorgesehenen Abreißkupplungen kontrolliert unterbrochen, und zwar zunächst an der Verbindungsstelle zwischen Flugzeug und Sitz und danach auch an der Verbindung zwischen Sitz und Pilot.
Nachdem der Sitz auf dem Rohr der Schleudersitzkanone auf eine genau definierte Höhe ausgefahren ist, wird eine Zusatz-Raketenpackung unter dem Sitz gezündet, wodurch das System weiter beschleunigt und in eine sichere Höhe bzw. Entfernung vom Flugzeug hinausgeschleudert wird. Bei mehrsitzigen Flugzeugen erfolgt der Ausschuss gestaffelt von hinten nach vorne. Um einen Zusammenstoß in der Luft zu vermeiden, wird ein Sitz nach links, der andere nach rechts katapultiert. Gleichzeitig mit dem Auslösen des Schleudersitzes werden die Verbindungs- und Kommunikationsleitungen vom Flugzeug getrennt und ein vollautomatischer Notfunksender auf 243 MHz aktiviert, um gezielte Rettungsaktionen auch dann zu ermöglichen, wenn der Pilot bewusstlos oder handlungsunfähig sein sollte. Der Sender kann auch zum Wechselsprechen mit der Bergemannschaft benutzt werden. Zugleich beginnt die Notsauerstoffversorgung zu arbeiten.
Ein raketengesteuertes Stabilisierungssystem sorgt mit Steuerdüsen dafür, dass unerwünschte Rotations- und Taumelbewegungen reduziert werden und der Sitz auch bei ungünstiger Flugzeuglage oder minimaler Höhe über Grund eine sichere Position einnimmt.
Eine barometrische (oder auch eine zeitgesteuerte) Auslösung regelt den weiteren Ablauf: Unterhalb einer definierten Höhe (meist < 5000 m) wird der Sitz vom Piloten getrennt und fällt je nach Modell entweder ungebremst oder mit einem Fallschirm ausgestattet auf den Boden. Bei der Sitz-Mann-Trennung wird mit einer kleinen Rakete zunächst der Hilfs- oder Steuerschirm (englisch drogue) aus dem Sitz herausgeschossen, welcher wiederum einen größeren Hilfsschirm oder gleich den Hauptrettungsschirm aus der Sitzpackung zieht. Ein Beschleunigungsschalter verhindert das Öffnen des Fallschirms bei Geschwindigkeiten über 400 km/h, um ein Zerreißen des Schirmes zu vermeiden. Nach der Landung steht dem Piloten eine Überlebensausrüstung zur Verfügung, die auf das jeweilige Einsatzgebiet abgestimmt ist und z. B. ein Schlauchboot enthalten kann. All dies befindet sich in einem Notausstattungsbehälter; der über eine Packhüllenleine mit dem Besatzungsmitglied verbunden ist.
Die Raketenantriebe der Schleudersitze sind so stark, dass ernsthafte Wirbelsäulenschäden die Folge eines Ausschusses sein können. Die Beschleunigungskraft (g-Kraft) beträgt für den Bruchteil einer Sekunde je nach Sitzmodell 15 bis 23 g, also das 15- bis 23-fache des Körpergewichts. Entscheidend zur Vermeidung von Verletzungen ist dabei eine aufrechte Körperhaltung, die von modernen Systemen durch Gurtstraffung unmittelbar vor dem Ausschuss gewährleistet wird. Zum Vergleich: In Achterbahnen sowie beim Start einer Raumfähre können bis zu 5 g einwirken. Ab ca. 6 g tritt ohne spezielle Anzüge Bewusstlosigkeit ein, da das Blut in die untere Körperhälfte „versackt“; indes sind auch bei modernen Schleudersitzen kurzzeitige Ohnmachtszustände belegt. Nur durch den Umstand, dass die Beschleunigungsphase sehr kurz andauert, sind solch enorme Kräfte überhaupt zu ertragen. Allerdings ist nicht nur der Absolutwert der g-Kräfte entscheidend, sondern auch deren zeitliches Verhalten, mathematisch also die Ableitung der Beschleunigung nach der Zeit, der Ruck. Zu berücksichtigen ist auch, dass sich die Wirbelsäule, wenn sie in ihrer Längsachse belastet wird, zunächst wie ein gedämpftes Masse-Feder-System teilelastisch verformt; ehe sie bei einer längeren Krafteinwirkung Strukturschäden erleidet. Aus diesem Grunde wird heute in der Flugmedizin die biomechanische Belastung der Wirbelsäule nicht mehr in g, sondern mit einem sogenannten DRI (Dynamic Response Index) angegeben; er berechnet sich aus dem Stauchweg, um den die Wirbelsäule zusammengedrückt wird, wenn eine axiale Kraft eine bestimmte Zeitlang auf sie einwirkt.
Bereits ein einmaliges Aussteigen per Schleudersitz kann zur Beendigung der Pilotenkarriere führen. Eine Untersuchung der britischen Luftwaffe von 232 Fällen aus dem Jahr 2006 hinsichtlich des Nutzens von Schleudersitzen ergab eine Überlebensrate von 89 %, wobei die Piloten allerdings in 29,5 % der Fälle Wirbelsäulen- und in 14,2 % Kopfverletzungen sowie (bei der Landung) in 18 % Unterleibsverletzungen erlitten.