飞行员应急弹射救生技术

1、 田十一牵引救生装i 工作程序 射器的弹射座椅可将人 / 椅弹离飞机并越过飞 机垂尾 . 同时又能保证飞行员不会因为过大的 弹射过载而受到伤害 。 随着军用飞机速度的 提高 , 弹道式弹射座椅已不适用 , 于是火箭弹 射座椅应运而生 。 19 5 8年 , 美国人率先在弹 射座椅上采用了弹射火箭 , 即将一枚火箭发 动机与弹道式弹射器组合在一起 . 称之为火 箭弹射器 。 其原理是以弹道式弹射器作为初 始的助推段 , 迅速将人/椅弹离飞机 , 继而以 弹射火箭作为续航段动力 . 继续提升人/椅高 度 , 以确保越过飞机垂尾 , 并达到安全开伞的 高度 . 而其弹射过载又不会过大 。 人/椅离机

2、 后的稳定一般依靠稳定伞 , 飞行员的安全降落 则依靠救生伞 。 弹射座椅按弹射方向分为向上弹射座椅 和向下弹射座椅 , 但一般 都采用向上弹射方 式 . 而早期的图一2飞机就是从底部向下弹射 出座椅的 . 见图五 。 刀盯飞机底下弹出 , 没有飞过尾翼的问题 . 所以弹射的过载比向上弹射 的过载要小得 多 。 但是 , 这种弹射方法不是所有飞机都适 用 。 因为飞行员的下方经常安装有各种设备 . 弹射离机时飞机飞行高度不能太低;另外 , 其 过载作用方向是 “ 从脚到头 ”. 很不利于飞行 员的生理健康 。 火箭弹射座椅应急离机向上弹射的过程 是这样的 : 飞行员拉动弹射手柄 , 首先抛掉座

3、 舱盖 , 安全带系统和弹射动力系统随即启动 。 弹射弹击发后推动座椅上升 . 而安全带系统 工作后 , 飞行员的肩带被拉紧 , 其两腿收回并 固定 ; 护臂装里展开以限制双臂偏摆 , 并将飞 行员肢体定位锁紧 , 以避免飞行员在弹射和 高速气流吹袭后受伤 。 座椅弹射出舱后 , 稳定 系统射出并展开 . 座椅遂稳定和减速 。 在座椅 降到规定的 、 能安全释放降落伞的高度和速 度后 . 分离系统打开安全锁 , 人/椅分离 , 并拉 出降落伞 .飞行员乘救生 伞着陆 。 图六所示为 弹射座椅典型工作程序 。 单座飞机在低速飞行遇到应急情况时 , 使用目前比较通用的打开座舱盖锁 . 由气动 力和

4、冷气或火药燃气抛放座舱盖 的方法 , 往 往愉消耗0 . 5秒的时间 。 只有在这段延迟时间 之后 , 人/椅才能弹离 , 以避 免在空中与座舱 盖相撞 。 在低空应急时 . 这段延迟时间可能会 影响到人/椅弹射成功 。 串列双座飞机在遇到应急情况时 , 通常 是后座先抛盖 、 人/椅弹射 (见图七) ; 然后是 前座抛盖 、 人/椅弹射 。 以某双座教练机联动 抛盖弹射试验结果为例 : 要使与飞机脱离的 前 、 后舱盖和人/椅在弹射后互不干拢 , 就得 使前座人/椅在后座舱盖抛放 1 . 48 6秒之后才 能弹射 。 在这极短的时间内 , 失事飞机飞行高 度的损失达40米 . 这将严重影响降

5、落伞正常 开伞的高度 , 从而危及飞行员的生命安全 。 为 了提高人/椅弹射成功率 , 总是希望尽t缩短 弹射之前抛盖的时间 . 于是出现了穿盖弹射 。 这种方式对飞行员来说 , 会有较高的脊柱损 伤概率及体表或装备刮伤的概率 。 28页所示 为弹射座椅穿盖试验 。 另外 . 多年弹射试验证实 , 穿盖弹射比抛 盖后弹射的稳定性要好 , 增加了弹射成功的 可靠性 。 2 0世纪7 0年代出现了一种新技术 , 就是 在飞机座舱盖玻璃上敷设微型爆炸索 。 当座 椅一开始向上运动时 . 就立即把座舱盖玻璃 炸碎 。 为了使座舱盖玻璃大部分能够提前破 碎 . 目前多半是在舱盖玻璃上部和周围敷设 徽型爆

6、破索 , 见图八 。 图九所示为串列双座飞机舱盖的微型爆 破索炸掉舱盖玻璃后穿盖弹射的情况 。 后座 舱玻璃先被炸掉 , 后座飞行员离舱 . 可以避免 烧伤前座飞行员 。 前后舱弹射时差波动范围 为2 0 0毫秒 。 但这对前座舱飞行员而言 , 离机 时间的延迟意味着救生时间的减少 。 而两座 椅弹射离机 时间间隔越小 , 在飞机低速飞行 时两座椅轨迹相互干扰的可能性就越大 。 最 可能的情况是 : 人/椅分离之后 , 后舱的空座 椅追赶前舱 的人/伞系统并与人相撞 。 鉴于上 述原因 , 采用火箭发动机向座椅提供侧向推 力 , 使两座椅弹射轨迹向侧向延伸 。 而散发火 箭在弹射座椅上的应用

7、, 显著地提高了串列双 座弹射救生系统性能 。 并列双座椅应 急同时离机 . 采用火箭 发动机 向座椅提供侧向推力 , 右座椅向右侧 发射 , 左座椅向左侧发射 。 图十所示为美国 ac e s2弹射座椅发射火箭的安装位t 。 发 射火箭位于椅盆下的左侧 , 则座椅右向发射; 发射火箭位于椅盆下缘的右侧 . 则座椅向左 发射 。 由座椅上的电点火线路提供点火信号 使发射火箭点火 。 在零 一零双座椅弹射时 , 两 现代弹射座椅能在0 2 5+ 术飞行高度和 0一120 0千米l l j 、时空速的飞行包线内有效 工 作 , 在飞机平飞状态具有零高度一零速度救生 性能 , 但在俯冲 、 横滚 、

8、 高下沉速度等飞行状 态 , 仍需要一定的离地高度 , 称之为最低安全 救生高度 。 据统计 , 弹射座椅平均救生率大约 为8 0 % 。 林林总总的救生装奋 牵引救生袭t 牵引救生装皿是在紧急情况下 . 用火箭 将飞行员牵引离机并安全降落到地面或水面 的航空救生设备 , 又称扬基救生 系统 。 19 67 年开始用于轻型军用飞机 。 牵引救生装t 主 要组成部分包括 : 起动机构 、 火箭发射器 、 牵 引火箭 、 牵引绳和降落伞等 。 牵引救生装里的 工作过程见图十一 。 牵引救生装皿与弹射座椅救生的不 同之 处在于 : 牵引火箭只牵引飞行员离开座舱 , 座 椅仍留在飞机上 。 有些飞机上

9、乘员座位旁没 有应急舱 . 应急时牵引救生装工必须移动到 救生舱门处 , 首先爆开舱 门 , 再启动牵引装 2002 0 1 ae ro spa c eknowledge31 氏 . 。 , 、 . 1 、.; 。 ,二 二 , j . l j 。 。二 t ; 多乘员的救生可在同一舱门处依次进行 , 这属于移动式牵引救生装皿 。 2 0世纪70年代末 . 开始研究将牵引救生 装,用于直升机 。 大体上有两种办法 : 一是侧 向牵引离机 , 见图十二 。飞行员启动 (或抛掉 ) 直升机侧向应急舱门 , 通过牵引火箭将飞行员 牵引出舱 , 离开直升机一段距离后 . 牵引绳和 火箭与飞行员分离 ,

10、 救生伞张开 。 二是向上牵 引离机 , 见图十三 。 向上牵引前 , 首先将旋三浆 叶抛离 , 随后启动 “ 火箭引导一降落伞 , 系统 。 公闭橄生. t 在飞机做超声速飞行中采用敞开式弹射 座椅 , 如果没有良好的防护措施会导致飞行 员伤亡 。 早在1 946年 . 有远见的专家们就曾考 虑用密闭式救生装,解决这个矛盾 . 但实际 的研制工作在上世纪5 0年代初才开始 。 19 5 0 年 , 美国古德伊尔公司为美国海军研制出第一 个救生舱 , 但没有得到采用 。 苏联苏霍伊设计 局于,949年开始超声速战斗机苏一1 7的研制 时 , 在分离座舱的设计中 . 曾考虑利用炸药使 包括座舱的

11、机头部分与机体分离 . 分离的机头 减速后 , 再利用弹射座椅救生 。 但由于种种原 因 . 该方案也未能实现 。 后来 . 经过技术的发展 . 在飞机上实际 使用过的密闭式救生装皿有下列三种不同 式样 。 1 . 舱盖带离弹射座椅 。 这种装盆由弹射 座椅加座舱盖构成 。 弹射时 , 舱盖在飞机上的 连接锁扣被打开 . 并随粉座椅的上升扣在座椅 上 ;飞行员则处于舱盖与座椅之间. 可以免受 迎面气流吹袭 。 座椅稳定减速后 , 舱盖按程序 自动抛掉 。 接着 . 人/椅分离 , 救生伞展开 .飞 行员乘伞安全粉陆 。 这种舱盖带离弹射装皿 曾用在苏联早期的米格 一2 1 飞机上 。 由于其低

12、 空救生性能差 , 飞机平飞时的安全救生高度孺 要11 0 米 . 后来的米格一2 1改型飞机就改用了 敞开式火箭弹射座椅 。 2 . 密闭弹射座椅 。 该座椅的外形与标准 的弹射座椅差别不大 . 安装在飞机的驾驶舱 内 。 正常飞行时 , 密闭门是敞开的 , 飞行员可 以正常操纵飞机 。 应急时 . 密闭门首先关闭 , 把飞行员密闭起来 , 然后再抛掉飞机舱盖 . 靠火箭推力把座椅推出飞机 。 密闭座椅进入 大气以后 , 首先稳定减速 . 接着打开降落伞 ; 飞行员则一直坐在座椅上 . 安全降落后飞行 员才打开密闭门离开座椅 。 如果在陆上降 落 , 座椅底部的减震气囊起缓冲作用;如果 在海

13、上降落 , 该座椅还备有飘浮气囊 , 保证 座椅能在海上服浮 。 这种密闭式座椅只容 纳一名飞行员 , 多座轰炸机要像 配备一般 座椅那样 , 给每个乘员各配备一个 。 这种密 闭座椅由美国斯坦利航空公司研制 , 并用于 b一5 8和x b一7 0轰炸机上 。 19 63年 , 美国空 军的爱德华 默里乘b一5 8飞机在6 1 00米上 空对这种装盆进行了真人试验并获得成功 。 图十四为b一70的密封弹射座椅示意图 。 这 种装盆 虽然能保护飞行员免受高速气流及 高空的低压 、 缺氧和低温的影响而适合于高 空高速救生 , 但它和舱盖带离弹射座椅的方 法一样 , 存在着低空救生性能不足的缺点 。

14、 据各国飞机弹射救生事故的统计表明 . 大t 的应急弹射救生是在低空进行的 , 即使在上 世纪6 0年代以来飞机的速度和升限有很大提 高的情况下 , 仍保持着这种趋势 。 而密闭座椅 总的救生性能还不及敞开式弹射座椅 . 其救 生成功率的统计数仅为6 2% , 因而在后来的 新飞机设计中未被选用 。 3 . 分离座舱 。 最初出现的分离座舱是美 国为f一s u和f一104等飞机设计的 . 其分离部 分是带有机头部分的座舱段 . 只进行过一系 列试验而未被采用 。 196 1年 . 又开始了f一11 1 分离座舱的发展工作 , 也做了大t的地面 、 水 上和空投试验 。 这种分离座舱不带机头部分

15、 . 而只包括驾驶 舱在内的一部分前机身 , 19 64 年进行了首次飞行试验 。 在, 9 6 7年 1 0月的一 架 一, 1 1 试验机发生紧急事故中 . 第一次使用 了这种分离座舱 . 两名飞行员得救 。 上世纪70年代初 . 美国 又为日 一1轰炸机 设计了一种类似的分离座舱 。 该舱包括舱身 、 分离切断装t 、 火箭动力系统 、 稳定面和稳定 伞 、 回收伞 、 粉陆缓冲装皿和水上报浮装, 。 其工作程序由程序控制系统自动完成 . 图十 五为美国b一1轰炸机分离座舱的救生程序 。 当乘员启动弹射操纵手柄后 . 通过然爆 系统将操作指令传输到子系统各部件 , 按预 定程序工作 。

16、首先将乘员固定紧 , 接粉引娜娜 炸索和爆炸螺栓 , 将舱体与机身结构的连接 板和连接接头炸断 , 并用以火药为动力的剪 切器将飞机操纵系统和管路等切断 。 接粉 . 火 箭发动机点火 . 将座舱推离飞机 。 在这一过程 中 . 通过陀螺平台调整火箭推力方向来稳定 座舱的俯仰和滚动 。 之后 , 气流平衡面和稳定 减速伞也相继打开 , 共同保持座舱的姿态稳 定并加快减速 。 待座舱的高度和速度降到回 收伞的开伞限制值以下 . 稳定伞被释放 , 并射 出回收伞 。 在稳定伞即将释放前 , 两侧的阻流 板打开 . 其作用是在稳定伞释放后和主回收 伞张开前的一段过渡时间内稳定座舱 。 舱体 靠回收伞

17、平稳,陆 , 粉陆速度为9米/秒 。 舱体 底部有5个粉陆缓冲气班 , 普陆前自动充气 ; 着陆时 , 气囊的泄气门被着陆冲击力冲开 , 以 吸收冲击能t 。 舱体的前后部位配备有水上 漂浮气襄 , 其两侧有平衡姿态的漂浮气班 。 因 此 . 舱体落水后能漂浮在水面上并且不会倒 盆 . 以便飞行员打开舱门安全脱险 。 经过前3架b一1轰炸机原型机的研 制表 明 . 采用分离座舱与采用敞开式弹射座椅相 比 .飞机的重t 增加了22 6 8千克 , 成本和维护 费用也提高了很多;后来在b 一1轰炸机上放弃 了分离座舱 . 而选用了aces 一2型敞开式火箭 弹射座椅作为乘员的救生装工 。 虽然分离座舱有重t大 、 成本和维护费 用高的缺点 . 并且其低空救生性能比火箭弹 射座椅还差一些 . 但它具有良好的高空和高 速救生性能 , 并且集座舱 、 应急离机装t和 防护装皿三种功能于一体 .