飞行员存活的关键 解读国产先进弹射座椅.docx

昨天看了四川解放军又坠了一架J10B。 但是幸好飞行员活下来了。听说是跳伞成功。现在观念终于改了！飞机钱能买到， 一个优秀飞行员没了钱可买不来 我们今天来科普下国产弹射座椅 ，这可是飞飞活命的关键啊！ 转自铁血社区 /post_8413015_1.html/ 弹射逃生的历史可以追溯到最初的跳伞表演，当时空中马戏团的演员从气球跃下，打开降落伞缓缓着地来取悦观众。但一战大批的空勤人员因为缺乏救生装备战死。让当时的航空专家不得不关注起这方面。降落伞从一开始就是协助飞行员脱离失控飞机的逃生工具，早期飞机航速慢，可以人力推开座舱盖再从容的跳离飞机。但随着飞机速度的提升，这种方法已不能确保飞行员能活下来，据统计当跳伞时的空速大于360公里/时，飞行员的存活率仅约2%。所以利用机械弹射逃生的概念应运而生. 图为最早的弹射座椅 德国空军的HE219战斗机上装备。弹射方式主要分为两种：一是人员坐在弹射座椅上脱离飞机，然后开启降落伞；二是驾驶舱整体与飞机脱离，以座舱为逃生舱对人员提供保护。前者对飞机结构影响较小，成为战斗机逃生系统的主流；后着因管路配置、结构设计等因素对战斗机结构影响较大，迄今为止只有很少飞机采用，因此本文将重点讨论弹射座椅。 图为奇葩的F111土豚整体式逃生舱。弹射系统的类型 转自铁血社区 / 早期弹射座椅的动力来源可分为两类，一是储气瓶的压缩空气、二是火药燃气。将高压空气注入弹射座椅的汽缸与活塞，使弹射座椅受作用力脱离飞机的做法在技术上较为简易，但这种弹射方式对维修和整备时间都不利。另一被称为弹射枪的设计能以较小体积和重量提供足够的弹射力量，弹射枪的结构类似于中国玩的二踢脚，平时内筒缩入外筒并以机械装置锁定，当弹射指令下达时，固定装置解锁，两筒间的起爆装药即被引爆，产生高压气体将内筒伸出，内外筒的功能如同活塞与汽缸，并兼具导轨作用，使弹射座椅沿导轨方向离开战斗机。使用弹射枪的弹射座椅飞离战斗机的速度能达到15米/秒。因上述脊椎的特性，使得利用火箭为弹射动力并不能一味增加推力。目前多数弹射座椅都保留了弹射枪，将弹射动力分为两个阶段，先利用弹射枪将弹射座椅与驾驶舱底板分离，再将弹射座椅推升至导轨末端（约需0.20.35秒，加速度不超过15G），等座椅到达导轨末端后，再启动火箭进一步加速弹射座椅。两段式弹射动力可以较小加速度增加值获得较高的弹射弹道，即使在高下沉率的飞行状态下弹射，也能确保获得足够的开伞高度。一般来说，零高度零速度弹射（即所谓零-零弹射）座椅能在地面静止状态下弹射至107米高度。弹射程序的进行 转自铁血社区 / 目前弹射座椅在发展中已渐渐融入许多复杂的子系统，如人椅分离、可变开伞行程与气动稳定装置等，以扩展弹射包线、增加逃生成功率。一般来说弹射座椅所具备的主要组件如图所示，要了解弹射系统的设计特性，需要分析弹射程序的相关步骤，才能了解其演进过程和设计理念。图为一部电影中 F18弹射过程的CG弹射指令令下达由于弹射时机的选择并非仅单纯考虑战斗机状况，还需考虑地点、敌情等因素，因此除部分实验机和垂直起降战斗机安装了自动弹射系统外，其余都由飞行员自行决定弹射时机。弹射指令的下达是由启动弹射手柄开始，弹射手柄多装于腿部附近，最早的德国弹射座椅把弹射手柄设计于头靠上方，弹射时，人员为将手柄拉下必须挺直背部、缩回手臂，可确保保持正确坐姿，避免受伤。有些甚至将手柄与面罩连动，启动弹射手柄时顺势拉下面罩，避免破碎的座舱盖碎片及高速气流伤害脸部的，但在超过6至8G以上过载弹射时，飞行员无法将手臂抬到头部上方启动弹射手柄，所以现在的弹射座椅一般都把手柄置于两腿中央，以缩短下达弹射命令时间。图中那个手柄就是弹射手柄 转自铁血社区 /post_8413015_1.html/ 座舱盖脱离弹射时最先遇到的障碍是座舱盖，所以在弹射前就要抛掉座舱盖。早期飞行员可以人力推开座舱盖，利用气流把座舱盖吹离，但随着空速的增加，座舱盖因承受外部气动力作用而无法手动抛离。F-22更狠！为了缩短抛盖时间，=直接在座舱盖安装了小型火箭助推组，利用火箭抛离座舱盖，大幅缩短抛盖时间。对多座机或而言，抛盖一般无法完成，所以还有另外两招解决：一是利用安装在弹射座椅头上方的冲角击破座舱盖直接弹射，但现代战斗机座舱盖能抗鸟撞，所以不易穿透，还有可能弄伤人员。二是在座舱盖玻璃内侧粘上微型爆炸索，爆炸索外铺设弹性胶条以减少向座舱散射的爆炸微粒。弹射时微型爆破索先引爆，将有机玻璃炸成碎片后飞行员再弹射，此时飞行员穿过碎片区时可能会被割伤，不过气流会吹离碎片，再加上头盔、面罩等护具的保护，这种风险被降至最低。图中的线就是切割座舱盖的导爆索 转自铁血社区 / 弹射座椅的动作多座飞机弹射时，由于都集中在很短时间内弹射，所以飞行员可能会撞上空中乱飞的物体或其它弹射座椅。为避免这种情况的发生，多座飞机会设置弹射间隔时间并采用不同的弹射弹道。利用弹射火箭喷管的折流片产生侧向推力，可以产生偏离垂直平面34米的弹射弹道，即使是并列双座布局（side-mounted）的飞机也避免飞行员在空中发生碰撞，再配合弹射火箭启动时间间隔，可更进一步避免意外的发生。在战斗机处于滚转姿态，甚至倒飞姿态等复杂姿态弹射时，特别是在低空弹射将造成无法挽回的遗憾。使用稳定导伞与陀螺控制。弹射火箭推力矢量喷管可防止弹射座椅倾斜，并能修正座椅姿态。西方弹射座椅大多在弹射座椅上安装陀螺仪进行姿态监控。目前能做到距地面60米时，即使座舱朝向地面仍可确保弹射座椅由下坠姿态转向上升姿态并获得足够的开伞高度，确保人员安全逃生。开伞程序 转自铁血社区 / 最早出现的弹射座椅仅仅是飞行员离开飞机的工具，后续的人椅分离及开伞都需要手动操作，如果飞行员在弹射过程中不幸失能或受伤而无法操作上述程序，就会让整个弹射程序徒劳无功。这方面的最早改进是自化开伞与人椅分离装置。现代先进弹射座椅引入了自动化弹射程序后，能通过座椅上的高度计与空速管等传感器，把速度和高度作为开伞时机参数自动计算出开伞的最佳时机。高空缺乏足够的氧气，过早开伞会致飞行员在高空滞留时间过长，导致组织缺氧而昏迷。故能做到弹射高度超过开伞安全高度时，由时间延迟装置控制直到低于限制高度，而且人椅分离装置在限制高度以上也被锁死，并持续为飞行员供氧。人椅分离弹射弹道的最高点就是人椅分离的时机，最简单的脱离方式是重力脱离，分离时依序释放肩带和腿带，人椅自然分离。但有时因人椅相对姿态问题无法顺利脱离，所以又出现了氮气瓶和椅背椅垫气囊，除释放腿带和肩带外，氮气瓶内的高压氮气会注入弹射座椅背部与臀部的气囊，产生把飞行员推离座椅的力量。 转自铁血社区 /post_8413015_1.html/ 着陆这是弹射过程中最重要的阶段，将近90%的受伤发生在这一阶段，避免落地受伤。考虑到地球表面70%的面积被水覆盖，飞行员落海应尽快与降落伞脱离，避免因降落伞浸水后把人员拉入海中。海水致动释放装置为日益普遍的装备，落海时电子组件与海水接触形成通路，装置立即引爆伞具上的螺栓，使人伞快速分离。中国产弹射座椅国产弹射座椅外界一直报道得较少，而火箭弹射座椅是歼击机飞行员应急离机的唯一途径。中国先后共研制出8型。HTY-1至HTY-8。H是火箭、T是弹射、Y是椅的汉语拼音头字母。 转自铁血社区 / HTY-1，二代，是中国首次利用弹射火箭作为动力的弹射座椅，起步很高。HTY-2，二代，将带离式改为敞开式，曾装备歼-6、歼-7。HTY-3，二代，属于中国首型“零-零”座椅，即零高度、零速度。主要装备歼-8。HTY-4，二代，中国首型达到1000公里/小时救生包线性能指标的座椅，飞行员救生系统不仅可实现零高度，且可在0-1000公里/小时速度的安全救生。3、4型装备歼-6、强-5和歼-8。HTY-5，三代，研制时间早，但定型装备晚，属于微爆索穿舱火箭弹射座椅，专门装备歼-10。也装备枭龙。HTY-6，通用性好，可装备多个机型，如歼-7、歼-8和歼轰-7。 转自铁血社区 / HTY-7，装备K-8教练机和A-5J等多型飞机。HTY-8，三代，性能最好，包线最大，达到世界先进水平的座椅。装备歼-11。目前国内装备的主流弹射座椅有HTY-5，6，7，8四种系列，分别用于 歼10，歼8F，K8/JF-17和歼11B/飞鲨，根据航展或其它网络途径上公开的资料和图片，对这四型弹射座椅进行一个简单图片介绍。HTY-5型火箭弹射座椅HTY-5算是目前国产现役最先进的弹射座椅了，航宇公司曾在一份宣传册上说HTY-5是国内第三代弹射座椅，和其它型号比相比安全救生包线最宽，新技术最多，性能最先进。 转自铁血社区 /post_8413015_1.html/ 其中救生包线首次达到0-1100Km/h，在低空不利姿态下救生性能首次能满足美军标MIL-S-18471F（AS）中规定的22种状态中的16种，采用了椅载的电子程序控制器和新型救生伞，为提高低空救生能力打下了技术基础。图为J10早期的弹射座椅实验该弹射座椅首次采用了穿盖弹射方式，首次提出了上肢约束防护和双肩带惯性拉紧的防护技术，有效避免了高速气流吹动造成人体伤害。首次采用了出舱稳定装置，新的稳定伞等技术。 图中可以清晰的看到弹射座椅冲角。 这次四川出事的J-10B使用的就是这型弹射座椅。飞行员幸存！HTY-6型弹射座椅 转自铁血社区 / HTY-6弹射座椅最早是为J-8III配套研制的，现在主要用于J-8F/FR等新歼8飞机和替换原有歼7改型飞机的弹射座椅。HTY-6的救生包线是0-21Km高度，0-1000Km/h速度。HTY-6C也是穿盖弹射的，能完全满足美军标那22种状态中的14种，总体性能超过了英国的 马丁贝克MK10L，据说低空不利姿态下的救生能力也超过了毛子的K-36HTY-6C是国内第一种实现了救生包自动开包的弹射座椅，还增加了手动分离系统，可以解决山区弹射时海拔高度与定表高度不协调的小概率事件问题。HTY-7，用于K8，FC-1/JF-17 转自铁血社区 / 型座椅为飞机配套的串列式弹射座椅，标牌为（）的前座椅装在飞机前舱，标牌为（）的后座椅装在飞机后舱，前后座舱之间设置有指令弹射系统。座椅启动后，装在座椅左侧骨架上部的破盖枪先行破碎舱盖，而装在伞箱两侧的穿盖器为座椅离舱清除弹射通道。12年委内瑞拉中国产K-8教练机事故中该型座椅挽救两名飞行员生命。H弹射座椅H弹射座椅是在吸收了俄罗斯K36座椅先进技术的基础上，结合我国飞行员的实际情况进行适应性改进而研制的第三代弹射救生系统。H型弹射座椅具有良好的出舱姿态稳定性，优越的高速气流防护性及较高的可靠性，其救生速度、高度范围大，救生性能达到了国际领先水平。 转自铁血社区 /post_8413015_1.html/ 其主要技术指标，弹射速度到1400千米小时，弹射高度0到25千米，弹射筒工作最大过载20G，弹射救生伞时间0.7-0.25秒，救生性能可满足美军标准的要求。主要配备给J11等仿制苏系飞机使用。国内唯一生产弹射座椅的厂商中航工业航宇救生装备有限公司中航工业航宇救生装备有限公司（简称：中航工业航宇）是我国唯一从事航空防护救生/空降空投装备研制的现代高科技企业，世界航空生命安全领域主要研发机构之一，隶属于中国航空工业集团，是中航机电系统公司主要成员单位之一。公司总部位于湖北襄阳，员工约4000人。 转自铁血社区 ht