云端护甲飞行员的防护装备

2023-02-28杜东冬

知识就是力量 2023年2期

杜东冬

自飞机投入战争以来，飞行员就面临着高温、严寒、急剧加速或减速、高噪声、眩光等极端飞行环境的考验。随着现代战机飞行速度、高度和航程的增加，为最大限度保障飞行员安全，同时提高飞行人机功效，科学家设计了从头到脚的飞行员个体防护装备，就像古代将士的铠甲一样将其保护起来。今天，就让我们来认识一下这些炫酷装备吧！

保护头盔

保护头盔主要由防护外壳、滤光镜、硬衬垫、通信系统（耳机、送话器）、与面罩的连接装置、自动下放机构等组成。其主要作用是防止飞行员在应急弹射离机时被碎块玻璃划伤，以及在起飞与着陆，在空中做俯冲、拉起、转弯、弧线飞行等大机动动作发生振荡而碰到座舱内坚硬物体时分散碰撞能量，同时抵御尖锐物体穿透。

头盔的硬衬垫一般由硬质聚氨脂发泡塑料构成，靠变形来吸收碰撞能量。内置的滤光镜平时用于吸收太阳光或探照灯光的眩光，在应急弹射时防止眼睛被高速气流吹伤，在密闭时通过对镜片加热消除呼吸时产生的雾气，以免影响视线。

降噪耳机也是头盔的重要内置部件。经测量，飞行时战机座舱内噪声级在93～122分贝。处于这种噪声环境中，会造成人的听觉敏感度暂时或持久地下降，严重时会立即引发噪声性耳聋。此外，高强度噪声还会干扰飞行员对听觉信号的辨识和捕获，降低操作功效。为此，现代战机的保护头盔中普遍内置了降噪耳机。

自动下放机构是头盔内置的一个特殊装置，主要在座舱发生泄漏或应急弹射离机后立刻自动下放闭合，并与代偿服、抗荷服形成一个应急密闭保护系统，对飞行员实施保护并供氧。

现在，飞行员头盔在不断提高保护功能、减轻重量、提高舒适性的同时，还增加了许多综合性功能，例如：增加夜视镜，提高夜间袭击目标的能力；增设瞄准具，使头盔与火力控制有了直接联系；在护目镜表面加上特殊物质涂层，使其具有防激光、核闪光等特殊武器的功能。所有这一切，都使头盔作为战斗装备的一部分，极大提升了战机作战能力。

供氧面罩

大气压随高度的增加而下降，致使氧气分压也降低，导致人体组织缺氧。高空缺氧会导致人体麻痹、眩晕、意识丧失甚至死亡。

第一次世界大战末，主要交战国的飞机已装有简单的连续式供氧系统，德国于1933年最先研制成功断接式供氧调节器。现代战机的供氧系统包括供氧面罩（或密闭头盔）、代偿服、代偿背心以及氧源、减压器、氧气调节器等。

供氧面罩主要由面罩主体、呼吸气活门、连接机构等组成。当人吸气时，吸气活门打开、呼气活门关闭；呼气时，靠呼出气压关闭吸气活门，呼气活门打开，实现呼、吸气循环。加压呼气时给呼气活门抗压，使面罩内压力高于外界压力，实现加压供氧。当出现紧急情况、飞行员弹射离机时，供氧渠道立即由机上设备自动转换到独立的跳伞氧气设备。

代偿服

执行高空飞行任务时，飞行员会面临低气压和爆发性高空缺氧等威胁。在上述加压供氧的同时也不能忽视另外一个问题，即此时肺内压力高于外界压力，这就需要在人体表面施加一个与面罩余压相等的压力，这种加压方法即代偿。为此，飞行员需要穿上由不透气的棉或化纤织物材料制成的高空密闭飞行服，去掉头盔的高空密闭飞行服也称为代偿服。

代偿服上有管状胶皮气囊，当气压下降时，管状胶皮气囊充气，气囊体积增大，拉紧代偿服，以同人体肺内余压相等的反压力从各方面压紧飞行员身体，防止高空气压差对其造成损伤和提高其承受正向过载能力。这相当于把人体与周围空间完全隔绝开，在飞行员的周围造了一座“微型加压舱”，人体处在这个密闭空间时，能保障正常的生命活动能力。

抗荷服

飞机在进行转弯、盘旋、曲线飞行等机动动作时会产生各种加速度，作用在飞行员身上，会产生与加速度相反的作用力，这种作用力可使人体重量增加，称为过载，其大小用G表示。

过载会引起人体血液分布改变和内脏位移，大量的过载会对人体器官造成伤害，导致心脏和头部缺血、动静脉血压显著降低、视觉中枢神经系统和呼吸系统障碍。这不仅伤害飞行员身体，还会引发飞行事故，甚至造成飞行员死亡。

现代战机的正向过载已高达9G。人体的基础耐力只有2.5～3.5G，其余的5.5～6.5G过载，就要靠综合抗荷措施来抵御，其中抗荷系统至关重要。

抗荷系統主要由抗荷调压器、过滤器、抗荷服等组成。抗荷调压器能根据机动过载的大小，自动调节输入抗荷服荷囊中的空气压力。过滤器主要是清除空气中的油气和机械杂质，保证进入调压器的空气是清洁的。抗荷服由抗荷服裤面及抗荷囊组件等组成，在正过载（负过载因飞机的限定出现的可能性不大）发生时，对人体腹部及下肢体表加压，发挥抗荷作用。密闭头盔和抗荷系统的有效工作，能保障飞行员头脑清醒，有效提升战斗力。

通风服

现代战机飞行过程中，座舱环境会产生大量热负荷，导致夏季座舱内部温度经常保持在35摄氏度以上，甚至可能达到50摄氏度。飞行员长时间处于高温环境中，会引发体温上升、心率加快、汗腺活动增强等一系列生理反应，脑功能明显降低，进而导致飞行能力下降。而当飞行高度接近大气同温层、座舱失去气密时，飞行员又可能面临低温的威胁，引发四肢灵活性降低、人体局部乃至全身性寒颤，从而导致操作能力及作业效率的下降。