论文部分内容阅读
飞机和汽车不同,汽车出了故障可以停车修理,而飞机则只能选择迫降。战争中作战飞机一旦被敌方击中损坏,飞行员就必须立即判明情况,如果确认没有成功迫降的可能,就必须及时做出最后的选择——弃机跳伞。但是在数百米乃至数千米的空中离机逃生,飞行员要面对危险而复杂的环境,为了让战斗机飞行员能够成功逃离急速坠落的飞机,人们一直在努力开发先进的战斗机救生技术。
一战时期的军用飞机还相当简陋,常常被当时的飞行员戏称为“板条箱”。那时的飞机飞行高度低,速度也很慢,每小时也就二三百千米。各国空军那时候还保守地认为,给战斗机飞行员配备逃生降落伞是怯懦的表现,因此不主张战斗机飞行员使用降落伞逃生。实际上,一战时期大多数战斗机都没有降落伞的真正原因,应该是受到当时飞机技术条件的制约,当时的飞机飞行高度很低,而成功跳伞需要在一定的高度以上进行。此外,相对于当时飞机狭窄的座舱而言,降落伞要占据宝贵的舱内空间,让飞行员几乎无处容身。因此,早期战斗机飞行员如果在自己的座机被敌方击中时,只能就近选择一片较为平整的草地迫降。这样一来,使得飞行员在战争中的伤亡概率显著增加,有些飞行员并不是被敌方火力直接命中丧生的,而是在迫降过程中丢掉了性命。
一战结束后,各国开始注意到战斗机逃生技术的价值,因为培养一名合格的战斗机飞行员所花费的代价远远超过一架战斗机的价格。在战争中保全飞行员的生命是极为重要的。此后战斗机飞行员开始配备降落伞。到第二次世界大战时,飞行员就不必再执著地选择迫降了,他们完全可以利用降落伞逃生。当时的战斗机飞行员在登上飞机前会背负降落伞,降落伞放置在飞行员座椅的椅盆里,飞行员就坐在自己的降落伞上。在飞机出现故障或者被击中后,飞行员必须自己打开坐舱盖,设法爬出舱外实施跳伞。但是此时飞机的飞行速度已经超过300千米/小时,要从如此快的飞机中跳伞逃生,除了需要具备一定的技术,还要求飞行员有充足的体力才行。因为,一旦座舱盖打开,飞行员在爬出舱外后,迎面吹来的气流阻力将超过1 400牛。这种强大的力量将把飞行员猛力推向后方,飞行员要完成跳伞动作非常艰难。即便是跳离飞机,也很有可能在气流的作用下飘向后方,同飞机的尾翼相撞,其结果就如同被疾驰的火车撞上,难以生还。因此,二战时飞行员要经过必要的跳伞逃生技能训练。比如,爬出机舱后要向飞机的侧面跳离飞机,避免和飞机机身或者尾翼相撞。但是要知道飞机在故障和受损的情况下姿态极为复杂,比如可能会发生螺旋下坠的情况,这时的飞行员就好比是坐在高速旋转的洗衣机甩干桶里,要想进行跳伞逃生更加困难。更为糟糕的是,到二战后期,战斗机的速度已经大大提高,如果要从时速400千米的飞机座舱爬出来,飞行员就要承受2 500牛的气流阻力,这已经接近人类体力的极限。特别是战争末期喷气式战斗机出现以后,依靠人类自身体力完成跳伞逃生已经成为“无法完成的任务”,必须寻找新的解决办法。
德国人最早开始了新的尝试。他们的想法是借助外力将飞行员连同座椅一同“弹”出飞机,早在1938年,德国人就在容克88型轰炸机上试验安装了以强力橡筋绳作为动力的弹射座椅,但是这种方法的效果并不理想。
1940年,德国亨克尔公司研制成功利用压缩空气作为弹射动力的弹射救生座椅。就在1943年1月13日,该公司新研制的亨克尔280型喷气式飞机在试飞中发生故障,飞行员利用弹射座椅救生成功,这是世界上首次采用弹射座椅进行救生。此后,各国纷纷开始在战斗机上安装弹射座椅。但是人们很快发现,用压缩空气作为弹射动力缺点很大,压缩空气需要专门的特殊设备储存,而且其产生的力量小,座椅弹射高度不足,不能保证飞行员越过飞机那高高的垂直尾翼。于是人们想到,火药燃烧产生的气体具有巨大的能量,应该可以作为弹射的动力。很快,德国人又率先研制成功了火药为动力的弹射座椅,并在亨克尔162型喷气式飞机上开始采用。此后以火药为动力的弹射座椅成为一种标准的弹射救生装备,英、美、苏等国都花费大量精力投入研究,其中以英国马丁公司的工作最为出色,至今该公司的弹射座椅仍然是享誉世界的名牌产品。火药弹射座椅的原理实际上并不复杂,是利用火药爆炸产生的能量将座椅连同飞行员“炸”出飞机,这种弹射座椅也称为弹道式弹射座椅。
弹道式弹射座椅的确也风光了一阵子,但后来又出了新问题。在实际使用中,许多故障和险情都是出现在低空,而弹道式弹射座椅的弹射安全高度不足,飞行员和座椅离开飞机后,由于高度较低,降落伞无法及时打开,造成飞行员和座椅猛烈撞击地面,常常导致飞行员死亡。美国空军通过对1950年到1959年的弹射救生研究,发现80%的死亡都属于低空弹射。要解决这个问题,就必须设法让飞行员弹射到更高的高度,这样才能充分发挥降落伞的作用。但是,继续加大火药的能量将会使弹射能量超出人体所能承受的极限,这时人们想到了火箭。
1957年,美国率先在弹射座椅上安装了火箭,这标志着火箭弹射座椅开始投入使用。火箭弹射座椅在工作时,显示火药弹射器工作,将飞行员和座椅弹射离机,然后安装在座椅上的火箭启动,继续推动座椅上升达到安全高度,确保降落伞能够充分发挥作用。为了提高弹射救生的成功率,现代弹射座椅已经采用了精密的程序化自动控制装置,在飞行员拉动弹射手柄后,控制机构会启动爆炸装置,将透明的座舱盖抛掉,也有些弹射装置会在飞行员离机前将透明舱盖炸碎,然后弹射座椅才弹射离机。现代弹射座椅上还装有姿态控制装置,能够保证飞行员和座椅在弹射出舱后保持正直姿态,在达到弹射最高点后,自动装置将启动人-椅分离系统,抛弃座椅,飞行员随降落伞完成降落。
虽然今天的弹射救生座椅已经相当先进,但是仍然不能保证飞行员在遇险时候一定能够成功逃生。要知道今天喷气式战斗机飞行速度最高可达将近3 000千米/小时,这种速度下强大迎面气流的吹袭、弹射过程中巨大的过载和稳定性的不足,都可能给飞行员造成严重的身体损害,甚至可能导致死亡。1989年在巴黎航展上,一架苏联米格-29战斗机在飞行表演中失事,飞行员在极为不利的低空条件下凭借K-36PM弹射成功,大大震撼了英美等国,俄罗斯先进的弹射救生技术名噪一时。目前,世界各国都在想法设法继续研究和完善弹射救生技术,对于其中的关键技术都严格保密。中国目前已经开发出了安全可靠的弹射救生座椅,配备在各型国产战斗机上使用。
弹射救生技术是一项不断发展的技术,为了挽救飞行员的宝贵生命,这项技术的发展将永无止境。
一战时期的军用飞机还相当简陋,常常被当时的飞行员戏称为“板条箱”。那时的飞机飞行高度低,速度也很慢,每小时也就二三百千米。各国空军那时候还保守地认为,给战斗机飞行员配备逃生降落伞是怯懦的表现,因此不主张战斗机飞行员使用降落伞逃生。实际上,一战时期大多数战斗机都没有降落伞的真正原因,应该是受到当时飞机技术条件的制约,当时的飞机飞行高度很低,而成功跳伞需要在一定的高度以上进行。此外,相对于当时飞机狭窄的座舱而言,降落伞要占据宝贵的舱内空间,让飞行员几乎无处容身。因此,早期战斗机飞行员如果在自己的座机被敌方击中时,只能就近选择一片较为平整的草地迫降。这样一来,使得飞行员在战争中的伤亡概率显著增加,有些飞行员并不是被敌方火力直接命中丧生的,而是在迫降过程中丢掉了性命。
一战结束后,各国开始注意到战斗机逃生技术的价值,因为培养一名合格的战斗机飞行员所花费的代价远远超过一架战斗机的价格。在战争中保全飞行员的生命是极为重要的。此后战斗机飞行员开始配备降落伞。到第二次世界大战时,飞行员就不必再执著地选择迫降了,他们完全可以利用降落伞逃生。当时的战斗机飞行员在登上飞机前会背负降落伞,降落伞放置在飞行员座椅的椅盆里,飞行员就坐在自己的降落伞上。在飞机出现故障或者被击中后,飞行员必须自己打开坐舱盖,设法爬出舱外实施跳伞。但是此时飞机的飞行速度已经超过300千米/小时,要从如此快的飞机中跳伞逃生,除了需要具备一定的技术,还要求飞行员有充足的体力才行。因为,一旦座舱盖打开,飞行员在爬出舱外后,迎面吹来的气流阻力将超过1 400牛。这种强大的力量将把飞行员猛力推向后方,飞行员要完成跳伞动作非常艰难。即便是跳离飞机,也很有可能在气流的作用下飘向后方,同飞机的尾翼相撞,其结果就如同被疾驰的火车撞上,难以生还。因此,二战时飞行员要经过必要的跳伞逃生技能训练。比如,爬出机舱后要向飞机的侧面跳离飞机,避免和飞机机身或者尾翼相撞。但是要知道飞机在故障和受损的情况下姿态极为复杂,比如可能会发生螺旋下坠的情况,这时的飞行员就好比是坐在高速旋转的洗衣机甩干桶里,要想进行跳伞逃生更加困难。更为糟糕的是,到二战后期,战斗机的速度已经大大提高,如果要从时速400千米的飞机座舱爬出来,飞行员就要承受2 500牛的气流阻力,这已经接近人类体力的极限。特别是战争末期喷气式战斗机出现以后,依靠人类自身体力完成跳伞逃生已经成为“无法完成的任务”,必须寻找新的解决办法。
德国人最早开始了新的尝试。他们的想法是借助外力将飞行员连同座椅一同“弹”出飞机,早在1938年,德国人就在容克88型轰炸机上试验安装了以强力橡筋绳作为动力的弹射座椅,但是这种方法的效果并不理想。
1940年,德国亨克尔公司研制成功利用压缩空气作为弹射动力的弹射救生座椅。就在1943年1月13日,该公司新研制的亨克尔280型喷气式飞机在试飞中发生故障,飞行员利用弹射座椅救生成功,这是世界上首次采用弹射座椅进行救生。此后,各国纷纷开始在战斗机上安装弹射座椅。但是人们很快发现,用压缩空气作为弹射动力缺点很大,压缩空气需要专门的特殊设备储存,而且其产生的力量小,座椅弹射高度不足,不能保证飞行员越过飞机那高高的垂直尾翼。于是人们想到,火药燃烧产生的气体具有巨大的能量,应该可以作为弹射的动力。很快,德国人又率先研制成功了火药为动力的弹射座椅,并在亨克尔162型喷气式飞机上开始采用。此后以火药为动力的弹射座椅成为一种标准的弹射救生装备,英、美、苏等国都花费大量精力投入研究,其中以英国马丁公司的工作最为出色,至今该公司的弹射座椅仍然是享誉世界的名牌产品。火药弹射座椅的原理实际上并不复杂,是利用火药爆炸产生的能量将座椅连同飞行员“炸”出飞机,这种弹射座椅也称为弹道式弹射座椅。
弹道式弹射座椅的确也风光了一阵子,但后来又出了新问题。在实际使用中,许多故障和险情都是出现在低空,而弹道式弹射座椅的弹射安全高度不足,飞行员和座椅离开飞机后,由于高度较低,降落伞无法及时打开,造成飞行员和座椅猛烈撞击地面,常常导致飞行员死亡。美国空军通过对1950年到1959年的弹射救生研究,发现80%的死亡都属于低空弹射。要解决这个问题,就必须设法让飞行员弹射到更高的高度,这样才能充分发挥降落伞的作用。但是,继续加大火药的能量将会使弹射能量超出人体所能承受的极限,这时人们想到了火箭。
1957年,美国率先在弹射座椅上安装了火箭,这标志着火箭弹射座椅开始投入使用。火箭弹射座椅在工作时,显示火药弹射器工作,将飞行员和座椅弹射离机,然后安装在座椅上的火箭启动,继续推动座椅上升达到安全高度,确保降落伞能够充分发挥作用。为了提高弹射救生的成功率,现代弹射座椅已经采用了精密的程序化自动控制装置,在飞行员拉动弹射手柄后,控制机构会启动爆炸装置,将透明的座舱盖抛掉,也有些弹射装置会在飞行员离机前将透明舱盖炸碎,然后弹射座椅才弹射离机。现代弹射座椅上还装有姿态控制装置,能够保证飞行员和座椅在弹射出舱后保持正直姿态,在达到弹射最高点后,自动装置将启动人-椅分离系统,抛弃座椅,飞行员随降落伞完成降落。
虽然今天的弹射救生座椅已经相当先进,但是仍然不能保证飞行员在遇险时候一定能够成功逃生。要知道今天喷气式战斗机飞行速度最高可达将近3 000千米/小时,这种速度下强大迎面气流的吹袭、弹射过程中巨大的过载和稳定性的不足,都可能给飞行员造成严重的身体损害,甚至可能导致死亡。1989年在巴黎航展上,一架苏联米格-29战斗机在飞行表演中失事,飞行员在极为不利的低空条件下凭借K-36PM弹射成功,大大震撼了英美等国,俄罗斯先进的弹射救生技术名噪一时。目前,世界各国都在想法设法继续研究和完善弹射救生技术,对于其中的关键技术都严格保密。中国目前已经开发出了安全可靠的弹射救生座椅,配备在各型国产战斗机上使用。
弹射救生技术是一项不断发展的技术,为了挽救飞行员的宝贵生命,这项技术的发展将永无止境。