[科普中國]-高過載彈射座椅

高過載彈射座椅基本結(jié)構(gòu)包括座椅骨架、椅盆、靠背、頭靠和座式救生包等，此外，它還包括彈射導(dǎo)向裝置（滑輪、滑塊或滑軌）一級根據(jù)防護要求而設(shè)置的扶手、腳蹬和座椅調(diào)整機構(gòu)等，如圖1所示。

彈射座椅的導(dǎo)向裝置是滑輪和滑塊?；喓突瑝K均固定在座椅骨架上?；瑝K通常用夾布膠木或其他耐磨材料制成，并按滑軌修配。一般安裝在骨架縱梁上端。滑輪是彈射時的導(dǎo)向構(gòu)件，又是承力構(gòu)件，因此應(yīng)具有一定寬度，并安裝滾動軸承。

座椅應(yīng)能按飛行員身材進行調(diào)整。調(diào)整的方法通常是保持頭靠位置不動，將椅盆（有時連同靠背和背部骨架）相對于頭靠作上下移動，以便于高矮不同的飛行員能獲得同樣良好的視界，或在長時間飛行中更換姿態(tài)減少疲勞。調(diào)整座椅的機構(gòu)由蝸輪蝸桿加可逆電機的無極調(diào)整機構(gòu)，一般調(diào)整量為80~180mm，主要是將電動機的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為絲桿的直線運動，從而帶動椅盆的升降。在B-1B飛機上，座椅還具有前后移動的功能，在應(yīng)急彈射時座椅首先復(fù)位，然后再進行彈射。B-2飛機座椅除了能夠前后移動外，還能調(diào)整座椅的傾角，在彈射時座椅不用復(fù)位，如圖2所示。1

座椅系統(tǒng)包括彈射操縱系統(tǒng)、約束系統(tǒng)、穩(wěn)定減速系統(tǒng)、人-椅分離系統(tǒng)、信號傳遞系統(tǒng)和傘系統(tǒng)。圖3所示為ACES II座椅的點火系統(tǒng)和子系統(tǒng)。

彈射操縱系統(tǒng)由操縱手柄、動力源、傳動系統(tǒng)及聯(lián)鎖保險裝置等組成。它用來操縱控制彈射機構(gòu)、安全帶拉緊機構(gòu)、保護裝置和穩(wěn)定裝置等工作。操縱手柄也即彈射啟動手柄，主要有3種方式，即面簾啟動方式、中央拉環(huán)、側(cè)部拉環(huán)等，如圖4所示。面簾啟動方式的優(yōu)點是具有氣流吹襲防護的能力；中央D型環(huán)手柄和側(cè)部手柄則能保證正確的彈射姿勢?，F(xiàn)代彈射座椅的安全救生速度已接近1200km/h，俄羅斯K-36座椅的安全救生速度達到了1400km/h，飛行員頭戴保護頭盔，故廣泛采用中央拉環(huán)和側(cè)部拉環(huán)方式。座椅操縱的傳動系統(tǒng)主要起傳遞信號（包括力和行程等）的作用；傳動系統(tǒng)可分為機械式、燃氣式、冷氣式或混合式。冷氣式已很少使用，目前多為火藥燃氣式。1

約束系統(tǒng)的主要作用是保證飛行員在彈射救生時保持正確的彈射姿態(tài)，并保證飛行員牢固固定在座椅上彈離飛機。約束系統(tǒng)一般由安全帶和強迫拉緊裝置組成，安全帶一般包括一對肩帶、一對腰帶、一根襠帶（即所謂的5點連接）和限腿帶等。強迫拉緊裝置是彈射座椅約束系統(tǒng)的重要部件。在正常飛行時，拉緊裝置應(yīng)允許飛行員肩部自由活動；在彈射時應(yīng)自動拉緊肩帶，使飛行員處于最佳彈射姿態(tài)。圖5為某型座椅采用的約束系統(tǒng)。1

穩(wěn)定減速系統(tǒng)的主要功能有：將人椅系統(tǒng)穩(wěn)定在最佳姿態(tài)附加，以利于乘員承受外載荷，并保證繞任何軸的旋轉(zhuǎn)角速度不超過人體生理耐受極限；將人-椅系統(tǒng)盡快減速到允許人-椅分離或開主傘的速度，以縮短救生時間，但減速載荷或制動過載不得超過人體生理耐受極限。穩(wěn)定系統(tǒng)又稱穩(wěn)定減速系統(tǒng)，現(xiàn)役第三代彈射座椅主要采用穩(wěn)定減速傘和穩(wěn)定桿方式。1

人-椅分離系統(tǒng)是當人-椅系統(tǒng)彈射出艙后，在預(yù)定的高度和時間下，按預(yù)先設(shè)計的程序自動釋放減速穩(wěn)定傘，射出救生傘，解除腿、肩、腰部和負過載限動機構(gòu)的約束，從而使飛行員與座椅分離的系統(tǒng)。穩(wěn)定傘和救生傘一般都是通過射傘槍等射出。1

火箭動力裝置常用于高過載彈射座艙及分離座艙（圖6），因為它們的彈射重量大?；鸺齽恿ρb置主要由殼體、噴管、藥柱、點火藥及點火裝置等部分組成。火箭動力裝置構(gòu)造簡單、推力大，有利于低空彈射和高速救生。但是火箭動力裝置在艙內(nèi)啟動，其高溫燃氣可能灼傷飛行員。火箭工作時，火箭推力偏斜或人體重心移動都可能引起偏心力矩，而導(dǎo)致人-椅系統(tǒng)的不穩(wěn)定。1

目前，高過載彈射座椅大都采用組合彈射動力裝置，因為單獨的套筒式彈射機構(gòu)或火箭動力裝置已不能滿足彈射速度和軌跡高度的要求。它的工作分為兩個階段：第一階段是彈射筒工作，將人-椅系統(tǒng)彈離座艙；第二階段為火箭包工作階段，在出艙后火箭包點火，產(chǎn)生的推力使人-椅系統(tǒng)繼續(xù)加速，把人-椅系統(tǒng)推送到離彈射平面80~100m以上的高度，能夠?qū)崿F(xiàn)“0 - 0”彈射救生。1