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[科普中國]-航空彈射座椅

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發(fā)展歷程

第一次世界大戰(zhàn)中,各國開始為作戰(zhàn)機飛行員配備降落傘。隨著飛機速度增大,飛行員爬出座艙跳傘日益困難。第二次世界大戰(zhàn)時,戰(zhàn)斗機的時速已提高到600公里以上,飛行員跳傘要冒著被強風吹倒或被刮撞到飛機尾翼上的危險。德國首先開始了對能把飛行員彈射出機艙的座椅的研究。

在1938年德國曾試驗過橡筋動力的彈射座椅,但未達到實用要求。后來又研制了以壓縮空氣為動力的彈射座椅,盡管裝備了德國的軍用飛機,但性能還不夠理想。于是他們又研制以火藥為動力的彈射座椅。

他們用亨克爾─289和道尼─335型軍用飛機進行試驗,將改裝后的高射炮藥裝置在飛機座椅上,利用彈藥爆炸的力量將飛行員和座椅一起彈射出機艙。

1940年進行了地面試驗,成功地把試驗人員從地面的飛機里彈射到空中。后來又經(jīng)過飛行彈射試驗,達到了實用要求,于第二次世界大戰(zhàn)結束前裝備了空軍。

戰(zhàn)后,以火藥為動力的彈射座椅在不斷改進,到50年代,已在噴氣式飛機上普遍使用。為解決低空救生問題,美、英等國在50年代又相繼研制出火箭助推的組合動力彈射座椅。

60年代,為使高空高速飛行中的飛機駕駛員跳傘時免受高速、低溫、缺氧等因素的傷害,美、蘇兩國在彈射座椅的基礎上,又首先研制成功密閉和半密閉式的彈射救生系統(tǒng)。

70年代初,美國試驗了可飛彈射救生系統(tǒng),座椅離機后變?yōu)榭煽仫w行器,飛行一定距離后,人椅分離,開傘降落。各國主要戰(zhàn)斗機上多為敞開式的火箭彈射座椅,其救生性能一般可滿足飛機在零高度、速度為─1200公里/小時條件下的救生要求。

由于飛現(xiàn)代戰(zhàn)斗機的性能越來越優(yōu)越,對彈射座椅的要求也越來越高。但真正聞名世界的,還是俄制K36型彈射座椅。它的性能是經(jīng)過實戰(zhàn)證明的。

彈射座椅不僅僅是噴氣式戰(zhàn)斗機的專利,俄制ka52型攻擊直升機也裝備彈射座椅。當飛機被擊毀或發(fā)生嚴重機械事故時,設置好的小型雷管可以把共軸反轉的旋翼炸掉,然后兩名駕駛員分別向兩個方向彈射逃生。當然,只有俄羅斯的ka52具備彈射座椅。1

性能特點零零彈射座椅世界上所有的彈射坐椅都具備零零彈射功能,就是說零高度零速度(接近靜態(tài))的條件下100%的彈射成功。 先有以壓縮空氣為動力的彈射坐椅,后又研制了以火藥為動力的彈射坐椅。

雖然21世紀初世界上所有的火箭彈射座椅都具備零高度零速度(接近靜態(tài))的條件下彈射并成功開傘的功能,但飛行員能否安全著地,還受很多因素的影響,例如飛機速度、角度,彈射角度等等,所以說彈射座椅只是一件盡可能保證飛行員生存幾率的工具,并不是絕對安全的逃生設備。2

舊式彈射座椅基本安裝在一、二代戰(zhàn)斗機上,代表機型:米格19、米格19教練機。

由飛行員手力拉動彈射手柄或拉環(huán);

座椅束縛裝置將飛行員身體及腿部束緊,避免彈射時身體及腿部與座艙內(nèi)設備的碰撞;

拋艙蓋裝置工作,釋放座艙鎖,依靠空氣將座艙蓋帶走,同時拉開之相連的牽引傘保險;

安裝在座椅后部的導向裝置工作,彈射彈被擊發(fā),產(chǎn)生氣體壓力將飛行員連同座椅一起推向艙外;

在座椅上升過程中,抗荷服、氧氣面罩及耳機等飛行員穿著或佩戴的裝置會自動與座艙分離;

座椅離開座艙后受重力影響開始下墜,牽引傘隨即張開并牽引出主降落傘;

人與座椅的分離過程,同火箭彈射座椅基本一致。

由于舊式彈射座椅沒有火箭彈射座椅的火箭動力,因此無法在超低空條件下使用,飛行員的生存幾率相對較小,早已被淘汰,但由于安裝有該類座椅的飛機數(shù)量多,并且仍在部分發(fā)展中國家服役,因此提及一下,但終會隨著新型飛機的裝備而淡出歷史舞臺。2

火箭彈射座椅現(xiàn)代戰(zhàn)斗機已廣泛使用,代表機型殲8、殲10。

由飛行員手力拉動彈射手柄或拉環(huán);

座椅束縛裝置將飛行員身體及腿部束緊,避免彈射時身體及腿部與座艙內(nèi)設備的碰撞;

拋艙蓋裝置工作,將座艙鎖點破壞并彈開艙蓋(或釋放座艙鎖,靠空氣將座艙蓋帶走);

安裝在座椅后部的導向裝置工作,主彈射彈被擊發(fā),將飛行員連同座椅一起射向艙外;

在座椅上升過程中,抗荷服、氧氣面罩及耳機等飛行員穿著或佩戴的裝置會自動與座艙分離;

當座椅上升到一定高度時,安裝在座椅底部的一個或多個火箭包工作,加速座椅離開座艙的過程,在低高度或零高度時,由火箭提供的動力可將飛行員帶到安全開傘的高度,提高飛行員的生存幾率;

座椅離開座艙時,會射出一具連接在主降落傘上的小降落傘,用于穩(wěn)定座椅飛行和輔助打開主降落傘,也被稱為穩(wěn)定傘或牽引傘;

當火箭停止工作后,座椅受重力影響開始下墜,依靠與飛行員降落傘相連上的牽引傘拉開主降落傘(或自動開傘器工作射出主降落傘);

人與座椅的分離,可由飛行員自己拉開鎖扣釋放座椅束縛裝置進行分離,但在因高度過低時會由自動分離裝置完成(因彈射過程飛行員身體所承受的負荷極大,可能出現(xiàn)大腦缺血性暈眩,甚至昏迷,而無法自行完成分離過程),自動分離裝置設置的高度一般為300米。2

應用K36型彈射座椅1993年7月24日下午,2架俄制Mig-29型戰(zhàn)斗機在費爾福德國際航空節(jié)表演時,由于彼此的飛行軌跡錯位,導致僚機和長機發(fā)生猛烈碰撞。2架飛機都處于亞音速的飛行狀態(tài),所以僚機機身斷裂后僅僅3秒鐘,就摔落地面爆炸。但飛行員卻在離地面50米不到的空中彈射成功。此次事故,2名飛行員全部獲救。雖然俄羅斯的戰(zhàn)斗機墜毀,但卻使得K36型彈射座椅從此名揚天下。

K36-LT彈射座椅2010年夏,俄空軍一架雅克-130教練戰(zhàn)斗機飛行時突然失控墜毀。然而,2名飛行員不僅生還,而且“毫發(fā)無損”。關鍵時刻起到救命作用的是K36-LT彈射座椅。此前俄方宣布,性能更為先進的新一代彈射座椅K36D-3.5已裝配到第5代殲擊機T-50上,將和配套系統(tǒng)一起完成最后試驗,然后批量生產(chǎn),全面裝備,筑起飛行員安全保障的最后一道閘。K36D-3.5善于化有驚為無險。其前身K36D因設計獨特、性能優(yōu)異而舉世聞名,許多殲擊機及教練機使用的都是各型K36彈射座椅。它于1970年開始服役,此后不斷改進,共生產(chǎn)1.2萬多臺,至今仍被公認為世界最好的彈射座椅。近40年來,共挽救了500多名飛行員的生命,其中97%的人不僅成功逃生,而且健康狀況良好,事故后不久仍能繼續(xù)駕機飛行。

殲-7E吊裝彈射座椅殲7飛機是沈陽飛機工業(yè)(集團)有限公司制造的一種單座、輕型、2倍音速晝間噴氣式殲擊機,因飛行性能好、輕小靈活、低成本、高效率和使用維護簡單等技術特點,是中國空軍和海軍航空兵目前裝備規(guī)模最大的戰(zhàn)斗機之一。1964年初投入試制,1966年1月17日首飛成功。2006年停產(chǎn)。 后在殲7原型機的基礎上,成都飛機工業(yè)公司、成都飛機設計研究所、貴州航空工業(yè)總公司又作了多次改型。

初期的殲7,在中國使用并不普遍,主要是由于米高揚設計局獨特的座艙彈射救生系統(tǒng)造成的。這種系統(tǒng),其鉸接式前座艙蓋是與駕駛員坐椅連在一起的,在彈射救生過程中,可對駕駛員起到屏蔽保護作用。由于這種聯(lián)動系統(tǒng)比較復雜,加上加工質量粗糙,所以中國制造的這種救生系統(tǒng)彈射很容易失敗。

殲7II于1978年12月30日首飛,以自行研制的火箭彈射坐椅代替了原來蘇聯(lián)設計的帶離式彈射救生裝置,新型彈射坐椅裝有一枚大推力彈射火箭,彈射時,它不僅加速平穩(wěn),使飛行員脊柱受傷的可能性較小,而且還能使其具有更高的彈射軌跡。 飛機在地面零高度,時速超過260公里的條件下,該系統(tǒng)也能進行彈射。受到中國空軍青睬的這種彈射坐椅,在1985年所進行的5次彈射試驗均告成功。3