彈射座椅是在飛機遇難時,依靠座椅下的動力裝置將飛行員彈射出機艙,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。這種座椅結構簡單、重量輕、使用可靠,但必須采取措施保護乘員免受高速氣流吹襲及高空環境的危害。封閉式彈射座椅彈射時可自動構成封閉區間,將乘員與迎面氣流隔開,可有效地保護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、座椅點火系統、程序控制裝置、座椅升降機構和人椅分離系統等組成,與其配合使用的還有穩定傘和降落傘、彈射通道清除裝置和個體防護裝置等。
穩定傘和降落傘,是保證飛行人員應急離機后安全降落到地(水)面的重要救生裝置,由柔性紡織物制成,平時置于包內,裝在彈射座椅上,通過連接部件,經過肩、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動阻力,減低速度,穩定運動的姿態,達到安全著陸的目的。
彈射通道清除裝置是為了防止乘員在彈射離機時因障礙物受到損傷而清除障礙物使用的設備。向上彈射通道清除的對象主要是飛機座艙蓋。而今,現代飛機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,為乘員應急離機開辟道路,或者采用微型爆破索系統將座艙蓋玻璃炸碎,清除彈射通道。
個體防護裝置是指在飛行、應急離機、營救等過程的有害環境因素下保障飛行員的生存、安全、操作和作戰的裝置,包括氧源、氧氣調節器、加壓頭盔、供氧面罩等供氧裝置,抗荷服、抗荷調壓器等抗荷設備,救生背心、腋下和圍脖救生器、抗暴露服等海上救生設備,防護頭盔、防閃光裝置、通風服、沙漠及森林防護裝置等其他防護裝備。
此外,同時彈射的還有一些應急物品,包括救生船、自救自衛用具(如手槍、短劍、驅鯊魚劑)、醫學用品、救生聯絡設備、維持生活的必需品及其他用品(如羅盤)。應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、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的應急彈射手柄上,用力提拉中央拉環。提拉后,彈射彈點火,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柄,拉下保護臉部免受強風吹襲的面罩后,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,戰機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螺栓自爆彈開座艙罩,接著就是彈射座椅彈出。
戰場上的錘煉
一戰中,各國開始為作戰飛機的飛行員配備降落傘。隨著飛機速度增大,飛行員爬出座艙跳傘日益困難。二戰時,戰斗機的時速已提高到600千米以上,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座椅的研究。在1938年德國曾試驗過彈射座椅,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,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型軍用飛機進行試驗,將改裝后的高射炮藥安裝在飛機座椅上,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。后來又經過飛行彈射試驗,達到了實用要求,于二戰結束前裝備了空軍。
二戰后,以火藥為動力的彈射座椅在不斷改進,到20世紀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20世紀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。進入20世紀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80年代后,隨著飛機性能的提高,美國、蘇/俄等也加大了對彈射座椅的研究,主要是應用電子技術和導向技術。如美國CREST座椅的程序控制機構可根據速度、下沉率、俯仰角、橫滾角等多種因素,對座椅進行控制;ACES Ⅱ改性座椅上的先進ARS程序控制裝置能連續可變地控制救生傘的開傘時間,進一步改善了現代飛機在各種復雜飛行狀態下的安全救生能力。目前,各國主要戰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戰斗機研造的Mk16E型彈射座椅,也被安裝在EF2000戰斗機和T-38N教練機上。Mk16E彈射座椅通過結構上的一些調整降低了重量:它把兩根管狀彈射汽缸作為彈射推進系統,也作為座椅的主要結構。不僅乘坐舒適,還有氧氣產生系統、化學武器防護設備、頭盔安裝系統,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戰機上,它能保障飛行員在戰機從零速到超音速大部分速度范圍內,以及所有高度范圍內的安全,從跑道滑跑到實際升限飛行。它也是馬丁·貝克公司的設計產品。馬丁·貝克公司的彈射座椅被大多數西方國家設計的飛機所使用,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斗機設計的彈射座椅后來被安裝在運輸機、體育運動型飛機和直升機上,包括世界上最小的、重量不到1噸的飛機。
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