飞机怎样弹射求生

江南

自1903年美国莱特兄弟首次实现了动力飞行之后，在飞机失事时如何挽救飞行员的生命便提上了议事日程。法国于1917年首先把降落伞用于军用飞机。“一战”期间，约有800名气球观测员从失事的气球上跳伞获救。“二战”时，战斗机的时速已提高到600千米以上，只靠飞行员的体力爬出座舱跳伞逃生越来越困难，德国首先开始了对飞行弹射座椅的研究并率先用于实战。战后，弹射座椅在英国、美国、瑞典等国迅速发展，成为高速军用飞机必不可少的救生设备。

不能承受之重

由于弹射是在紧急情况下进行的，飞行状态、速度等难以控制，加之弹射动作瞬间完成，飞行员将要承受很高的过载力，强大的弹射冲击易使飞行员因身体突然改变位置而引起扭伤或撞击伤以及脱臼等问题。在弹射瞬间，飞行员身体还将受到高速气流的吹袭。

根据事例分析，当飞行时速小于800千米时，离机过程中有23.7%的人被吹掉了氧气面罩、飞行靴和手套：在飞行时速为900千米时极易造成骨折。另外，高速气流把装具吹开也是人员受伤的一个因素。如果强大的气流把氧气面罩吹掉、移位或导致导管断裂，头部在没有保护装置的情况下会使颜面、眼睛和颈部感到疼痛，耳部、胸部有压迫感，气流速度再大的话，没有防护的条件下会引起皮下、结膜下出血，甚至可以引起面部软组织撕裂，肺、胃等内部器官受损伤。裸露在外部的身体部位在高空低气温加吹袭的作用下还可导致冻伤。

在弹射救生过程中，引起飞行员死亡的另一重要原因是与地面猛烈碰撞。美国海军1967年至1979年共发生1 376次弹射，死亡人数占弹射总人数的17.1%，其中低空小于61米的弹射占6%、时速大于927千米的弹射占7.2%。当飞行员应急离机成功并安全着陆后，还面临着自然环境的威胁和敌方的威胁。从各国弹射救生的统计资料可以看出，安全着陆（水）后没有得到救生的事例多有发生，其中降落到海上造成冻溺死亡的占多数。第二次世界大战中，降落在欧洲北海的飞行员有50%被冻死。如果降落到高温干旱的沙漠里，若无饮水，人最多只能生存两三天。

复杂的工程

弹射椅是一个非常复杂的装置，如英国马丁·贝克公司的MK10型弹射椅就有1300多个功能组件，这还不包括座椅本身的架构、降落伞以及求生工具。应急弹射仅仅是一个瞬间：从飞行员启动弹射程序、座椅弹射离机、人椅自动分离直至救生伞张满，整个过程在3秒之内自动完成，程序控制、人/椅稳定、人/椅分离、救生伞等子系统及相关部件必须高度协同，以确保“万无一失”。这是飞机上最为复杂的协同体系之一，包括弹射座椅、伞系统、个体防护装备、供氧系统、救生装备用仪表和救生物品等。它不仅要满足现代飞机日益提高的战术技术性能要求，而且还必须符合人体生理和耐限的规定，是一个涉及数十个学科的复杂系统工程。

现代飞机上大多采用微型爆破索系统和在座椅上安装破盖器的办法将飞机舱盖冲破，为飞行员弹射开辟道路，而此前许多弹射系统采用的是抛座舱盖。抛座舱盖就是在弹射之前启动相应程序将飞机舱盖整个抛射出去，这个过程往往会占用零点几秒的时间。可别小看这零点几秒，因为飞机在起飞、着陆阶段出事的概率最高，在这种时候哪怕0.1秒都是很宝贵的。所以西方国家采用过一种穿破座舱盖的办法：弹射座椅上有一个破盖枪，把玻璃炸开，达到清除弹射通道障碍的目的。打破舱盖和弹射动作几乎同时发生，从而节省了这宝贵的零点几秒。

直升机求生也玩“弹射”

伊拉克战争表明，武装直升机的作用越来越重要，但其救生成功率并不能令人满意，一旦出现紧急情况，结果往往是机毁人亡。目前，直升机的救生技术主要分为两派，即俄罗斯的弹射救生和西方国家的抗坠毁理论。与固定翼飞机不同，直升机座舱上方有飞速旋转的巨大桨片。人们通常认为，垂直弹射的结果将会导致飞行员非死即伤。为了研制直升机弹射技术，俄罗斯投入了大量的资金并花了整整7年时间，研制成功了K-37零-零火箭式弹射救生系统，并装备在卡-50和卡-52攻击直升机上，这也是世界上唯一装备弹射救生座椅的直升机。

目前，装备了K-37弹射座椅的俄飞行员的应急离机成功率达到100%，它开创了直升机驾驶员弹射救生的先河，填补了直升机救生领域的一项空白。

西方国家的抗坠毁理论建立在一个详细的调查基础上，统计表明，直升机坠落往往都在20米以下的低空，而且此时的旋翼能有效地降低坠落速度，只要能把降落速度降低到可接受的程度，完全可以保证飞行员的安全。所以，西方国家加强了机身和起落架，特别设计了座椅，以保证能缓冲冲击力：改造了油箱，使它不会爆炸：一般的直升机还会在驾驶舱、发动机等重要部位加装装甲，并且起落架具有很强的缓冲能力，使直升机发生事故坠落时连着飞行员一起坠落，通过旋翼的自旋有效降低降落速度并保持操控性，最终保证飞行员的安全。如美军的AH-64阿帕奇直升机，就加装了装甲并对起落架进行加固。

弹射救生技术展望

战机弹射救生经历了较长的发展阶段。第一代弹射座椅是利用滑膛炮的原理，把人和座椅作为“炮弹”射出飞机座舱，然后使人椅分离打开救生伞。这种方法用在飞行速度相对较低的飞行时代还可以满足需求。第二代弹射座椅为火箭弹射座椅，主要特征是把火箭作为弹射座椅的第二级动力，以解决零一零弹射救生的问题，并可以在更高的飞机飞行速度（1100千米/时）下应急弹射离机。第三代弹射座椅属于多态弹射座椅，主要特点是采用了速度传感器，根据应急离机的飞行速度的不同，救生程序执行不同的救生模式，提高了救生成功率。国外现役机种装备的弹射座椅绝大部分为第三代弹射座椅。美国洛克希德·马丁公司研制的SR一71弹射座椅曾在23774米的高空拯救过飞行员。这种座椅在改装后曾用于美国“哥伦比亚”号航天飞机试飞员的应急救生设备。

20世纪70年代末，美国的第三代弹射座椅ACESII装机服役之后，便开始了第四代弹射座椅的研制工作，称它为最高性能弹射座椅（MPES）计划。该计划采用了可改变推力方向的球形火箭发动机和微波辐射技术，使座椅自动导向。它的主要特点是实现人椅系统离机后的姿态控制，其关键技术是可控推力技术和飞行控制技术。第四代弹射座椅实质上是一个自动飞行器，主要解决高速弹射救生和不利姿态下的救生问题，但由于其关键技术风险性很大，虽经多年研究并取得很大进展，但至今尚未装机服役。