《武器的秘密》第42期：逃出生天有妙招：略谈军机弹射座椅的发展

源济

逃出生天有妙招：略谈军机弹射座椅的发展
新浪军事  2016年06月16日

在航空器救生设备中，弹射座椅是现代军用飞机的标准配置，它的出现已经拯救了数千名飞行员的生命，本期武器的秘密为大家分析一下弹射座椅的发展历史。





弹射座椅（Ejection seat）是飞行员用的座椅，可在紧急情况下将飞行员弹离飞行器并使其安全着陆的航空救生设备。在飞机遇难时依靠座椅下的动力装置将飞行员弹射出机舱，然后张开降落伞使飞行员安全降落的座椅型救生装置。





第一个现代结构的弹射座椅发明者为罗马尼亚人阿纳斯塔斯.德拉戈米尔。在英国发明家埃夫拉德的压缩空气弹射座椅基础上改进而来，于1929年8月25日巴黎的奥利机场实验成功。图为罗马尼亚为纪念这位发明家而在2011年发行的邮票，图中弹射座椅为英国制马丁.贝克弹射座椅。





早期弹射座椅都使用压缩空气，上世纪60年代，使用火箭助推的弹射座椅逐渐发展起来。如美国超音速轰炸机B-58使用了一种逃生舱式的弹射座椅。为保护在超音速飞行时弹射的飞行员，该机控制杆可以使座椅形成一个封闭护罩罩起飞行员。3名飞行员分别有自己的救生舱可独立操作。





B58的救生舱即使在防护罩落下的状态下飞行员仍可在舱内操作飞机。当飞机的主驾驶室失去压力或损坏时，飞行员可在防护罩内控制飞机保持仪表飞行，当故排除或飞机降到低空时，飞行员可再次打开防护罩。如故障不能排除飞行员可选择弹射。救生舱具备在海上漂浮1-2天的生存能力。





另一种救生舱式的弹射座椅是1965年由美国麦克唐纳公司研制的F-111成员逃生舱。该套生舱的设计特点为飞机机壳的成员座舱部分可以与机体脱离，形成一个完整的救生舱，目的是在高速飞行员最大限度保护座舱内成员。麦克唐奈称之为“F-111A/B座舱成员模块逃生系统”





为了测试该救生舱的可靠性，1960年代麦克唐纳公司在设计该逃生舱时进行了大量试验。其中为模拟座舱高空中开伞的情况使用了波音的B-52轰炸机进行测试。实验方法是把整个F-111逃生舱挂在B-52的机翼挂架上，飞到高空后投放对座舱进行试验。耗费了大量的人力物力。





在弹射座椅技术的发展中另一个做出突出贡献的人是美国医生约翰•保罗•斯塔普。他在1945-1954年参与的一项研究结论为：在向前方向，施加足够的保护措施（肩带、腰带等）的情况下，人体最大可承受最少46.2G的过载。这项研究成果为后来的军用弹射座发展指明了方向。





弹射座椅基本可以分为座椅上方拉环方式与飞行员双腿之间以及座椅两侧拉环方式三种。随着3代机的过载越来越大，座椅上方拉环方式在高过载情况下使用比较困难，现代逐渐不再使用上方拉环的方式。（部分座椅仍然保留头部拉杆方式）。





在3代弹射座椅之前的大多使用抛盖方式的进行弹射，即在座舱盖上安装爆炸螺栓，弹射时先掀开整个舱盖座椅再弹出。这种方式有一个缺点就是延时过长，需要等整个舱盖完全抛掉之后再进行弹射，耽误了宝贵的救生时间。当飞机在低空进行弹射时，会极大的影响成员的生存率。





为提高低空弹射生存率，新一代弹射座椅普遍采用穿盖方式进行弹射。即在座舱盖顶部安装条状爆炸索，弹射时爆炸索微爆（爆炸能量很小，由于飞行员都带头盔，不会产生任何伤害）在舱盖顶开口，不用延时等待舱盖抛掉后再进行弹射，节约宝贵的时间。F35战机采用的就是穿盖弹射方式。





值得注意的是我国J20战斗机早期采用了跟F22一样的抛盖方式弹射座椅（2001，2002号等），J20后期（如2011）使用了与F35一样的穿盖弹射方式。





由于F-35战机的360度头盔显示器过于庞大，因此F35战机使用的马丁贝克MK16弹射座椅增加了弹射时可用于支撑飞行员头部以及颈部的保护装置。MK16系列弹射座椅还应用到了欧洲台风与法国阵风战机战机上。





美国在1970年代开始了名为高级概念弹射座椅（ACES）的统一军用弹射座椅的项目。以统一之前由各个飞机制造厂家独立生产弹射座椅的情况，由麦道公司与韦博飞机公司两家公司生产。后期统一由麦道公司供货，麦道与波音合并后该生产线于2012年最终由联合科技公司收购。





ACES II座椅是典型的第三代弹射座椅，全部具备零-零弹射功能。即在飞机处于零高度、零速度的情况下也可以保证人座脱离，降落伞正常打开，极大的扩展了弹射座椅的工作包线。美国大部分三代战斗机都使用ACESII座椅，如F15、F16、A-10、F22、B-2等。





我国弹射座椅发展较晚，早期除了仿制俄罗斯的弹射座椅外，J-5、J-6、J7、Q-5等出口型号飞机还使用过英国马丁贝克的MK10弹射座椅。





我国自主研制的弹射座椅是HTY系列弹射座椅。其中有代表性的是J8-II和JH-7A的HTY6和J10的HTY5以及J11和J15系列的HTY8。其中HTY5是J10标配的弹射座椅，采用最先进的舱盖爆炸索穿盖弹射技术以及微处理器控制的座椅状态控制出舱稳定装置等。





HTY8弹射座椅主要应用于J11系列及其改型，该型弹射座椅是在俄罗斯K-36弹射座椅的基础上改进而成的。K-36系列弹射座椅是当今世界性能最好的准4代弹射座椅之一，应用于俄大部分3代机如su27、MIg29、Tu-160、以及试验中的俄罗斯第5代战机T-50。