關于多座指令彈射系統的論述

張慧琰　路偉

摘 要：多座指令彈射系統主要以高溫高壓燃氣為載體進行信號和能量的傳輸，實現飛行人員應急彈射離機順序和時間的自動控制。文章主要介紹了該系統的原理、功能、設計及相關試驗，并探討了多座指令彈射系統的未來發展。

關鍵詞：多座指令彈射系統;工作原理;試驗及特點

彈射救生是飛機救生的設備之一，采用彈射座椅或分離座艙將駕駛員彈離飛行器進行救生。通常，人們把飛行人員彈離飛行器這一動作稱為彈射。飛機的彈射救生技術是為保障飛行人員生命安全而研發的，隨科技水平的發展而發展。在飛機出現緊急情況需要彈射時，各飛行人員離機的時間越短，操作程序越簡單，救生成功率就越高。為了避免多座飛機座椅彈射出艙后在空中發生軌跡干擾，必須要控制飛行人員彈射出艙的先后順序，對于多座飛機的彈射順序和時間的控制要依靠指令彈射系統來實現。

1 ? ?工作原理

當空中發生險情、駕駛員決定棄機逃生時，就會立即啟動彈射跳傘手柄（拉環），幾乎在同一時刻，人體被約束定位在座椅上，彈射通道自動清除，彈射彈點火將人椅彈出座艙后，座椅上的姿態控制系統開始工作，當人椅減速到允許開傘的速度范圍內或達到預定高度時，人體約束系統釋放，射傘槍射出（或穩定減速傘拉出）救生傘，人員降落。

以殲7飛機為例，座椅彈射裝置利用火藥燃爆時產生的高壓氣體，將駕駛員連同座椅一起彈離飛機。彈射裝置主要由彈射器和彈射傳動機構組成。彈射器的基本構造分為內、外筒，彈射彈裝在內筒里，外筒固定在飛機上，內筒與座椅相固定。平時內筒與外筒由鋼珠鎖連成一體，座椅不能上下活動;滑軌使座椅不能前后、左右活動和保持彈射時的確定方向。彈射時，駕駛員要操縱座椅上的彈射手柄，經傳動機構的傳動，拉出打火臂，使撞針擊發彈射彈，于是火藥燃爆，產生高壓氣體，打開鋼珠鎖，將內筒連同座椅和駕駛員一起彈離座艙。向上彈射時，為了避免與垂直尾翼相撞，座椅應有足夠的初速度和必要的上升高度。然而由于彈射器的行程受座椅結構的限制，要達到足夠的初速度和上升高度，駕駛員在彈射中就要承受很大的過載。所以對向上彈射裝置的總要求是：既要保證座椅彈出后的運動軌跡足夠高，又要使彈射過程中過載的大小和過載變化的急劇程度不超過人體所能承受的范圍。

2 ? ?系統方案的選擇

在制定指令彈射系統技術方案之前，應先確定座艙蓋的拋放啟動方式，不同的拋蓋啟動方式對多座飛機彈射座椅的工作原理和指令彈射系統的工作原理均會產生重大影響。多座飛機的拋蓋啟動方式可以有兩種選擇：一種是依靠指令彈射系統啟動座艙蓋拋放系統;另一種是依靠座椅彈射操縱系統啟動座艙蓋拋放系統。殲7飛機是采用指令彈射系統啟動艙蓋拋放系統的多座飛機，技術較成熟。座椅操縱系統啟動艙蓋拋放程序的方式在單座飛機上應用較多，多座飛機中只有Su-27雙座飛機采用。該方式需要在座椅上增加操縱系統與飛機的接口，Su-27雙座飛機的艙蓋為整體結構，只需配備一套接口。對于艙蓋相互獨立的多座指令彈射系統，可單獨拋放，也可一起拋放。為減少先彈射座椅的火箭噴流對后彈射座椅的影響，艙蓋宜設計成單獨拋放的形式，利用座艙蓋對未彈射的飛行員進行一定的保護。確定座艙蓋拋放啟動方式和座艙蓋拋放順序后，在兼顧系統的復雜度、重量等要求的前提下，最后選擇多座指令彈射系統的方案。

3 ? ?研制試驗

多座指令彈射系統的設計研制過程中，需進行3個階段的試驗：首先，摸底試驗，驗證指令彈射系統原理的可行性;其次，指令彈射系統的鑒定試驗，對指令彈射系統進行鑒定，其試驗件應與飛機真實裝機狀態保持一致;最后，定型試驗，最終考核系統原理的正確性和與相關系統匹配后的可靠性等指標是否滿足救生性能指標的要求。試驗環境分為高溫（70 ℃）和低溫（﹣55 ℃）兩種，主要方法是通過傳感器對系統中各主要燃氣壓力點進行測量，記錄出燃氣壓力峰值（Pmax）、燃氣壓力與時間關系曲線（P-T）、6 MPa壓力維持時間和各個駕駛員啟動座椅時拋蓋的時間間隔。

此外，還需進行應急艙口蓋拋放系統鑒定試驗及全系統火箭滑車試驗，進一步驗證并考核指令彈射系統與座椅系統、拋放系統、艙口蓋密封系統、駕駛桿操縱系統、艙口蓋鎖系統的可靠性、合理性及工作協調性。

4 ? ?發展與前景

目前多座指令彈射系統的設計研制僅采用全燃氣壓力信號方式傳遞。隨著科技的飛速發展，各式各樣的新技術不斷涌現，可供選擇的信號傳遞方式也越來越多，如果將指令彈射系統信號傳遞改為電信號傳遞，可以大大簡化指令彈射系統的結構、重量以及安裝的簡潔程度，只要在座椅中央燃爆機構上增加電爆管作為啟動燃氣信號與電信號的轉接裝置，在座椅上增加一個啟動指令彈射系統的通電裝置，就有可能實現指令彈射系統的電信號傳遞。當然還有別的方式，比如已成功應用在某型飛機上的爆轟波信號傳遞技術，爆轟波信號傳遞具有結構簡單、體積小、重量輕、可靠性高、維修性好的優點。此外，還有光纖光信號傳遞技術的方式等。以上信號傳遞方式在多座指令彈射系統未來的發展中，具有很好的推廣應用價值。

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