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航空救生中的弹射座椅是飞机的重要安全保护装置,也是当前救生系统中 最为广泛、最为可靠的救生工具。座椅弹射救生系统性能的好坏,必然的联系到飞行员的生命安全和飞机的作战能力,因而受到世界各国的高度重视。
其实在二战之前,战机是没有自动救生设备的,飞行员或其他飞行器成员遇到弃机的紧急状况,只有跳伞。也就是说,战斗机飞行员需要自行爬出座舱,跳离飞机并开伞降落。
随着技术的发展,战斗机的速度慢慢的变快,飞机到了500km/h的速度时,飞行员靠自身体力,已经难以克服迎面气流出舱。在高速度下跳伞,容易在离机时被高速气流刮到机尾,因而碰到尾翼或平尾。这时候的翼面,如同大刀,足可以把飞行员劈成两半。
为解决军事航空救生领域的这一瓶颈,德国空军首先把弹射座椅用作军用飞机的救生装备。其基本思想是:用某种力量把飞行员抛出机舱,使他避开机尾的撞击。
弹射座椅(Ejection Seat,简称ES)是在飞机处于危急状况或即将失事时,依靠座椅下的动力装置将飞行员弹出机舱,张开降落伞使飞行员安全降落的座椅型救生装置。在多数军用飞机和部分小型民用飞机上,都配备有这种弹射座椅。
座舱罩是一个透明舱盖,用于密封某些飞机的座舱,在军用喷气战斗机上经常能够正常的看到它。
飞机弹射器大多数弹射座椅都是通过这一个弹道筒来发射的。
漏斗形减速伞这是一个小型降落伞,在主降落伞打开前打开,用于减缓弹射座椅在弹出飞机后的速度。ACESII 弹射座椅的漏斗形减速伞的直径为1.5米,其他降落伞的直径可能不到0.6米。
离机系统该系统是指整个弹射系统,包括座椅弹射、座舱罩投弃和应急生命保障设备。
面罩连接在某些座椅的顶部。飞行员拉下面罩,可使面部免受碎片的伤害。此面罩还可在弹射期间用于固定飞行员的头部。
第一代弹道式弹射座椅,第二代火箭弹射座椅,第三代多态程序控制弹射座椅及在关键技术验证阶段的第四代自适应控制弹射座椅。
1940年代中期-1950年代中期的弹道式弹射座椅:先利用类似滑膛炮的原理,将人-椅整体弹出,待人椅分离后打开救生伞。一代座椅的主要贡献,就是解决了自动弹射有无的问题。这一代的代表产品如英国马丁贝克公司的MK.1和MK.5,以及俄罗斯的米格-15、17的弹射座椅。
1950年代中期到60年代中期的火箭弹射座椅:弹射分为两个过程,首先弹射机构将人-椅弹射出舱,然后由火箭包继续推动人-椅向上运动。这第二个过程,有效的提高了弹射高度,为低空弹射、甚至地面弹射的飞行员解决了低空开伞的问题。因此,二代座椅的主要贡献,就是解决了零高度-零速度弹射问题。
1960年代中期-今的双态弹射座椅:所谓双态,即速度状态和高度状态。三代座椅的弹射包线公里。因此,三代座椅的主要贡献,主要是解决了亚音速全高度的弹射问题。
第四代座椅从1970年代末就开始研发,其实与第三代座椅的后期发展能够说是相互交织,平行推进。四代弹射座椅主要解决两个问题。第一个,是利用可控推力技术和可控飞行技术,实现战机复杂姿态的安全弹射,这是大气层内全状态弹射座椅的最后一个里程碑。四代座椅另外一个任务,就是扩大弹射的速度包线,实现超音速飞行的弹射保障。
目前,世界上多数军事大国都有自己的航空救生装置研究机构,在国外主要有:英国的马丁贝克公司、美国的麦克唐纳道格拉斯公司和俄罗斯的星星公司。
50 多年来,马丁贝克公司研制了自MK-1 到MK-16 的MK 系列的弹射座椅,共生产出约67800 台。该座椅以其外表美观、工艺先进、乘坐舒适、安全可靠等优点,被世界上90 个国家及地区的空军、海军航空兵使用,其中MK-10,MK-14,MK-16 最具有代表性。
ACES-II 型弹射座椅是美国麦道公司研制的第三代弹射座椅。为了适应F-22等现代飞机的更高性能的需要,公司对ACES-II 型弹射座椅进行了改进设计,提高了该型座椅的性能,改进的座椅弹射程序控制管理系统,实现了连续可变的多种模式控制和自检、容错、弹射数据等功能,改进了稳定减速伞、电子程序控制器和限臂机构,增加了两个陀螺微调火箭稳定装置对人-椅俯仰和偏航进行稳定,使性能包线km/h,最低安全救生高度57.2m。
K-36 型弹射座椅是前苏联星星科研生产联合体于20 世纪60 年代中期研制成功的第三代弹射座椅,到现在已生产12000 多台,并形成了独联体各国的通用化系列座椅[18][19]。它是目前最先进的弹射座椅之一,它不仅装备在苏-27 飞机上,其系列座椅还准备在苏-30、苏-35、苏-37 和米格-29 飞机及“暴风雪”航天飞机上,是俄制飞机的通用座椅,其突出特点是稳定性和高速性能。
我国弹射就生装备走过了近50 年的发展历史,先后研制成功了HTY-3、HTY-4 系列、HTY-5、HTY-6 系列、HTY-7 系列等十余个型号的火箭弹射座椅。其中,HTY-5 型座椅是我国自行研制的较先进的第三代火箭弹射座椅。不久前,这种座椅成功地经受了6 发空中飞行弹射鉴定试验,较系统地考验了其在俯冲、横滚、下沉、倒飞等各种不利姿态下的安全救生性能。
HTY-8 弹射座椅是在吸收了俄罗斯K-36 座椅先进的技术的基础上,结合我国飞行员的真实的情况,而研制的第三代弹射救生系统。
目前,以弹射座椅为核心,我国已形成包括弹射座椅、伞系统、个体防护装备、供氧系统和救生物品等系列航空救生装备在内的科研、生产、试验一体化的科研生产体系。
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