彈射座椅是在飛機(jī)遇難時,依靠座椅下的動力裝置將飛行員彈射出機(jī)艙,然后張開降落傘使飛行員安全降落的座椅型救生裝置。
彈射座椅分為敞開式彈射座椅和封閉式彈射座椅。彈射過程中,人體暴露于氣流中的一種彈射座椅叫敞開式彈射座椅。這種座椅結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、使用可靠,但必須采取措施保護(hù)乘員免受高速氣流吹襲及高空環(huán)境的危害。封閉式彈射座椅彈射時可自動構(gòu)成封閉區(qū)間,將乘員與迎面氣流隔開,可有效地保護(hù)乘員免受氣流吹襲以及高空缺氧等危害。
不簡單的座椅
彈射座椅主要由骨架、頭靠、靠背、椅盆、座椅安全帶、彈射動力裝置、座椅點(diǎn)火系統(tǒng)、程序控制裝置、座椅升降機(jī)構(gòu)和人椅分離系統(tǒng)等組成,與其配合使用的還有穩(wěn)定傘和降落傘、彈射通道清除裝置和個體防護(hù)裝置等。
穩(wěn)定傘和降落傘,是保證飛行人員應(yīng)急離機(jī)后安全降落到地(水)面的重要救生裝置,由柔性紡織物制成,平時置于包內(nèi),裝在彈射座椅上,通過連接部件,經(jīng)過肩、腰、褲襠縛在人的軀干上,使用時展開以增大人體或物體的運(yùn)動阻力,減低速度,穩(wěn)定運(yùn)動的姿態(tài),達(dá)到安全著陸的目的。
彈射通道清除裝置是為了防止乘員在彈射離機(jī)時因障礙物受到損傷而清除障礙物使用的設(shè)備。向上彈射通道清除的對象主要是飛機(jī)座艙蓋。而今,現(xiàn)代飛機(jī)上則越來越多地采用在座椅上安裝破蓋器、穿蓋器的辦法將艙蓋沖破,為乘員應(yīng)急離機(jī)開辟道路,或者采用微型爆破索系統(tǒng)將座艙蓋玻璃炸碎,清除彈射通道。
個體防護(hù)裝置是指在飛行、應(yīng)急離機(jī)、營救等過程的有害環(huán)境因素下保障飛行員的生存、安全、操作和作戰(zhàn)的裝置,包括氧源、氧氣調(diào)節(jié)器、加壓頭盔、供氧面罩等供氧裝置,抗荷服、抗荷調(diào)壓器等抗荷設(shè)備,救生背心、腋下和圍脖救生器、抗暴露服等海上救生設(shè)備,防護(hù)頭盔、防閃光裝置、通風(fēng)服、沙漠及森林防護(hù)裝置等其他防護(hù)裝備。
此外,同時彈射的還有一些應(yīng)急物品,包括救生船、自救自衛(wèi)用具(如手槍、短劍、驅(qū)鯊魚劑)、醫(yī)學(xué)用品、救生聯(lián)絡(luò)設(shè)備、維持生活的必需品及其他用品(如羅盤)。應(yīng)急用品一般置于救生包中,與乘員相連,以便著陸或著水后能迅速使用。
彈射救生的過程
彈射救生簡稱彈射,它是采用彈射座椅或分離座艙將飛行員彈離飛行器進(jìn)行救生的方法。通常,我們把飛行員彈離飛行器這一動作稱為彈射。但作為成功的彈射,飛行員從離機(jī)、著陸直至被營救,整個過程中飛行員必須安然無恙。
彈射救生包括敞開式彈射、封閉式彈射、穿蓋彈射等。最常用的是穿蓋彈射。當(dāng)飛行人員遇到不可挽回的情況時,先將肢體定位鎖緊,然后兩手下垂分別置于座位下部兩側(cè)的應(yīng)急彈射手柄上,用力提拉中央拉環(huán)。提拉后,彈射彈點(diǎn)火,彈射動力裝置工作。
使用彈射座椅的一般過程是這樣的:飛行員猛拉座椅頂部的扳機(jī)柄,拉下保護(hù)臉部免受強(qiáng)風(fēng)吹襲的面罩后,座椅頂部沖破座艙罩,自動固定裝置啟動,固定住飛行員的腿,一具小降落傘立即張開,以穩(wěn)定座椅;腿部固定裝置自動松開,座椅與飛行員分離;主降落傘張開,使飛行員安全著陸。目前,戰(zhàn)機(jī)的座艙罩都有自爆螺栓固定,在飛行員彈射前極短的時間內(nèi)螺栓自爆彈開座艙罩,接著就是彈射座椅彈出。
戰(zhàn)場上的錘煉
一戰(zhàn)中,各國開始為作戰(zhàn)飛機(jī)的飛行員配備降落傘。隨著飛機(jī)速度增大,飛行員爬出座艙跳傘日益困難。二戰(zhàn)時,戰(zhàn)斗機(jī)的時速已提高到600千米以上,飛行員跳傘要冒著被強(qiáng)風(fēng)吹倒或被刮撞到飛機(jī)尾翼上的危險。德國首先開始了對能把飛行員彈射出機(jī)艙座椅的研究。在1938年德國曾試驗過彈射座椅,但未達(dá)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(jī),但性能還不夠理想。于是,德國又研制以火藥為動力的彈射座椅,主要用于亨克爾-289和道尼-335型軍用飛機(jī)進(jìn)行試驗,將改裝后的高射炮藥安裝在飛機(jī)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(jī)艙。1940年進(jìn)行了地面試驗,成功地把試驗人員從地面的飛機(jī)里彈射到空中。后來又經(jīng)過飛行彈射試驗,達(dá)到了實用要求,于二戰(zhàn)結(jié)束前裝備了空軍。
二戰(zhàn)后,以火藥為動力的彈射座椅在不斷改進(jìn),到20世紀(jì)50年代,已在噴氣式飛機(jī)上普遍使用。為解決低空救生問題,美、英等國在20世紀(jì)50年代又相繼研制出火箭助推的組合動力彈射座椅。20世紀(jì)60年代,為使高空高速飛行中的飛機(jī)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(chǔ)上,又首先研制成功密閉和半密閉式的彈射救生系統(tǒng)。進(jìn)入20世紀(jì)70年代初,美國研制的程序控制裝置的飛行彈射座椅問世。
20世紀(jì)80年代后,隨著飛機(jī)性能的提高,美國、蘇/俄等也加大了對彈射座椅的研究,主要是應(yīng)用電子技術(shù)和導(dǎo)向技術(shù)。如美國CREST座椅的程序控制機(jī)構(gòu)可根據(jù)速度、下沉率、俯仰角、橫滾角等多種因素,對座椅進(jìn)行控制;ACES Ⅱ改性座椅上的先進(jìn)ARS程序控制裝置能連續(xù)可變地控制救生傘的開傘時間,進(jìn)一步改善了現(xiàn)代飛機(jī)在各種復(fù)雜飛行狀態(tài)下的安全救生能力。目前,各國主要戰(zhàn)斗機(jī)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(jī)在零高度、速度為1200千米/小時條件下的救生要求。
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彈射座椅之最
◆最小和最輕的彈射座椅
馬丁·貝克公司為JSF戰(zhàn)斗機(jī)研造的Mk16E型彈射座椅,也被安裝在EF2000戰(zhàn)斗機(jī)和T-38N教練機(jī)上。Mk16E彈射座椅通過結(jié)構(gòu)上的一些調(diào)整降低了重量:它把兩根管狀彈射汽缸作為彈射推進(jìn)系統(tǒng),也作為座椅的主要結(jié)構(gòu)。不僅乘坐舒適,還有氧氣產(chǎn)生系統(tǒng)、化學(xué)武器防護(hù)設(shè)備、頭盔安裝系統(tǒng),以及一個第二代電子音序器。
◆最新型的彈射座椅
新型US16E彈射座椅可安裝在所有型號的F-35戰(zhàn)機(jī)上,它能保障飛行員在戰(zhàn)機(jī)從零速到超音速大部分速度范圍內(nèi),以及所有高度范圍內(nèi)的安全,從跑道滑跑到實際升限飛行。它也是馬丁·貝克公司的設(shè)計產(chǎn)品。馬丁·貝克公司的彈射座椅被大多數(shù)西方國家設(shè)計的飛機(jī)所使用,曾在世界A-93個國家挽救了超過7000名飛行員的生命。其最初是為噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)設(shè)計的彈射座椅后來被安裝在運(yùn)輸機(jī)、體育運(yùn)動型飛機(jī)和直升機(jī)上,包括世界上最小的、重量不到1噸的飛機(jī)。
[責(zé)任編輯 唐宇]