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一弹化去关头险,青鸟乘风再入云(二)——浅谈中外航空弹射座椅的发展

发布时间:2015-08-26  原作者:兵器迷的天空   点击数:

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  如果我们把上篇算做弹射座椅的《历史篇》,那么这一篇,就是弹射座椅研制的《技术篇》。

  首先说明一下,本系列文章讨论的只是弹射座椅的相关技术,并未覆盖所有航空逃生装备的类型。

  这位问了,除了弹射座椅,战斗机还有别什么救生模式吗?

  还真有。

  比如,1960年代,为使高空高速飞行中的飞机驾驶员跳伞时免受高速、低温、缺氧等因素的伤害,美、苏两国在弹射座椅的基础上,又首先研制成功密闭和半密闭式的弹射救生系统。所以,侯知健先生的文章说“西方所根本没有想到、也没有做到的;就是将弹射座椅作为一个独立的飞行器看待”,其实值得商榷。美国曾设计了将驾驶舱整体与飞机脱离,即以驾驶员座舱作为逃生系统。比如F-111,就是采用整体座舱逃生。该系统具有18500米和2.5马赫的弹射包线。但是后来因为成本高昂,座舱和战机分离技术更加复杂,因而被后续机型放弃。不过,兵器迷认为,这种思路可以避开下面探讨逃生座椅时遇到的很多弊端,也许未来技术水平提高了,这种超前的座舱整体逃生模式,能够凤凰涅槃,亦未可知。


F-111的整体弹射座舱

  回过头来,说弹射座椅。

一、硬件、程序和启动

  首先,从硬件上说,弹射座椅型乘员应急离机救生系统主要包括弹射座椅、伞降系统、个体防护装备、供氧系统和救生物品等,涉及十几个个学科,是典型的人-机-环系统工程。

  再从程序上说,飞行员气动弹射程序之后,系统动作大致分为抛盖、出舱、空中自由飞、救生伞拉直,救生伞张满、稳降六个阶段。最后一个阶段稳降其实与一般的伞降已经差别不大,只要前一个阶段救生伞张满时,伞降高度足够,能否安全落地依靠的是伞降环境和飞行员操纵,已经与弹射系统的关系不大了,我们不再讨论。


弹射座椅的工作阶段

  前五个阶段,就是飞行员启动弹射程序后,从抛盖一直到救生伞张满,整个过程一般在3秒之内自动完成。在这个数秒中的短暂过程中,弹射操纵、弹射动力、程序控制、人/椅稳定、人/椅分离、救生伞等子系统及相关部件必须高度协同,以确保万无一失。

  过去,为了防止飞行员误操作启动弹射,弹射手柄要远离正常飞行操作区,因此设在飞行员头部附近,要举手下拉。但是,如果遇到5G甚至更高的大过载弹射,飞行员全身都被过载死死压着,很难将手臂抬到头部上方启动弹射手柄。因此,现在的弹射座椅一般都把手柄置于两腿中央,中国的弹射座椅基本都是这个布局(参见第一篇的图)。不过,侧杆(side-stick)操纵的战斗机,也有把弹射手柄置于右腿外侧的。这两种低置启动布局,都可以有效降低启动弹射的动作难度,也缩短了下达弹射命令时间。


早期弹射座椅需要拉下防护面帘才能弹射


侧置弹射手柄的弹射座椅,用在X-15研究机上

  启动弹射之后,座椅束缚装置将飞行员身体及腿部束紧,避免弹射时身体及腿部与座舱内设备的碰撞。

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