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                    《科學24小時》

                    開博時間:2016-07-01 14:43:00

                    旨在向全國廣大群眾,特別是具有中等文化程度的廣大青年,普及科學技術知識,繁榮科普創作,啟迪思想,開拓視野。

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                    彈射逃生,真能萬無一失嗎?

                    2017-07-20 10:48:00

                      現代戰機逃生系統,是在戰機遇到空中停車等重大險情、幾乎沒有“回天之力”的情況下,保障飛行員生命安全的最后一根“救命稻草”。該系統主要包括彈射座椅、傘降系統、防護設備、供氧系統和救生物品等。 系統能在飛機遇險時,依靠飛行員座椅下的火箭動力裝置,將飛行員彈射出機艙,然后張開降落傘,使飛行員安全降落。

                      但在2016年11月12日,我空軍八一飛行表演隊年輕的女中隊長余旭,在河北省唐山市玉田縣上空進行雙翼翻滾訓練時發生事故,余旭選擇彈射跳傘逃生但不幸撞到僚機副翼,血灑藍天,壯烈犧牲,給人們留下無盡哀傷。

                      隨著科技的進步,特別是包線日益擴展,現代戰斗機往往能夠做出種種匪夷所思的機動,但這也進一步對彈射逃生提出了挑戰。 戰機彈射逃生,真能萬無一失嗎?

                      相對成熟的單座戰機逃生系統

                      彈射座椅是現代作戰飛機和一些小型民用飛機上必備的保護飛行員生命安全的航空救生設備。當飛機失事時,飛行員只要按動彈射裝置,飛機座艙罩立刻就會像一個充氣的彈射器,在1/3秒鐘內,把飛行員連同其座椅一起拋出機艙。它既可用于被迫離機,也可用于主動離機——被迫離機時,飛行員只需拉一下座椅的扶手即可,其余動作均自動完成;主動離機時,降落傘與座椅自動脫離,飛行員主動跳出機艙。

                      在飛行員被彈出飛機后,一種供緊急情況下使用的“環境測定裝置”便會開始工作,它能不停地測定彈射座椅的高度和通過空氣的速度。 如果下降速度不到250節(約合463千米/小時),一個寬8. 5米的降落傘就會從座位上彈出,座椅將和飛行員分離,飛行員可借助降落傘緩慢下落;當下降速度超過250節時,拖靶降落傘就會在1秒鐘內從座椅背面自動打開。當飛行員離開機艙向下墜落4秒鐘后,一個充滿氣的救生筏和救生裝備包就會自動從降落傘的背帶上落下。包內裝有各種救生物品,包括小型無線電臺、信號鏡子、信標、羅盤、哨子、閃光燈、毛毯、海水染色標記和生存手冊等,同時借助配帶的“歸航設備”,飛行員就可準確報告自己所在的具體地點,以便有關方面及時組織營救。

                      經過多年的完善發展,以上這類單座戰機逃生系統已被世界各國普遍采用,它們的技術性能比較成熟,救生成功率也相當高。

                      俄羅斯就有一種名為 K-36D的戰機彈射逃生系統,40年來共挽救了500多名飛行員的生命,其中97% 的人不僅成功逃生,而且脫險后的健康狀況都良好。 尤其值得一提的是,就在不久前,俄羅斯一架米格- 29殲擊機在完成一次常規飛行訓練后,著陸時在莫斯科郊外的庫賓卡機場墜毀。 就在飛機離地面僅有3 米高的千鈞一發之際,飛行員被緊急彈出機艙,幸免于難。此事被認為是世界航空史上的一大奇跡。

                      復雜的雙座戰機逃生系統

                      與單座逃生系統并存的,還有一種雙座戰機逃生系統。根據座艙乘員布局為串列式和并列式的不同,其逃生系統分為兩種。串連式的一般會有兩把彈射座椅,后座比前座高一些,而并列式則可能共用一個彈射裝置。

                      不同型號雙座戰機的彈射方式也有所不同,有些是依靠動能刺穿飛機的座艙蓋,另一些則是在彈射之前將座艙蓋拋出。并列式座艙戰機可以同時向不同方向彈射,也可以選擇整體彈射方式;串列式戰機則一般由后艙飛行員先行彈出,大約1秒鐘之后前艙飛行員才彈出,為的是使雙方能始終保持一個安全的高度差(幾十米)。因此,與后艙飛行員相比,雙座戰機的前艙飛行員顯然不易逃生。當兩人為挽救飛機而等到最后一刻才決定棄機逃生時,前艙飛行員的逃生難度已經很大。

                      2010年5月6日,我軍飛行員馮思廣和張德山在駕駛雙座教練機時遭遇發動機空中停車,為避免飛機墜落人口稠密地區,他們果斷改變飛行軌跡。按照這型飛機座椅彈射程序,后艙先于前艙1.1秒彈射,就在這1.1秒之間,先行彈出的后艙飛行員張德山跳傘成功。而前艙飛行員馮思廣跳傘時,飛機高度已降至32米,俯角增大到16度,座椅彈射后降落傘未及張開即墜地,前艙飛行員馮思廣壯烈犧牲。

                      難以規避的逃生風險

                      面對著時有發生的飛行事故,相關人士紛紛呼吁加快研發新一代更安全可靠的彈射裝置。據專家介紹,目前國際上通用的主流裝備多為第三代彈射座椅,它能在0~25千米飛行高度和0~1200千米/小時空速的飛行包線內有效工作,原則上可以具備“零高度、零速度”救生性能,能夠挽救大部分飛行員的生命。然而整個彈射逃生是一個非常復雜的過程,面臨著巨大的風險,飛機在處于俯沖、橫滾、高下沉速度等特殊飛行狀態時,仍需要一定的離地高度(即最低安全救生高度)。據統計,彈射座椅平均救生率大約為80%。因此,目前的彈射逃生系統還無法做到萬無一失,其成功率會受到多種因素影響。

                      首先,彈射的方式包括拋蓋彈射和穿蓋彈射,如果拋蓋不及時或拋蓋角度出現誤差,就有可能對隨之彈出的飛行員造成傷害;而在穿蓋彈射時,要對座艙蓋進行破碎,也有可能會對飛行員造成傷害。

                      其次,飛行的速度、高度也是確保跳傘安全的重要因素。飛行速度越快,對飛行員可能造成的傷害就越大——飛行員突然被彈出艙外,遇到迎面而來的強大氣流,就如同撞上了一面“氣墻”。此外,目前彈射裝置采用的二級火箭、二次點火、拋射座椅等步驟都需要準備時間,如果飛機具備一定飛行高度,比如幾百米以上,那么留給飛行員的反應時間還會相對充裕,也便于飛行員調整飛行姿態,反之則風險陡增。

                      而當飛機出現故障、難以保持平穩飛行狀態時,飛行員的逃生就會面臨更多的不確定性——如果是處在側飛、倒飛、俯沖或橫滾等異常狀態時,橫著彈出去怎么辦、沖著地面彈出去又怎么辦?為此,彈射座椅必須在被彈出去后能夠向上爬升,動力裝置需要增加帶推力矢量的控制技術,同時在彈射前要把所有的飛行參數輸入控制中心,按照相應的邏輯、控制率,根據事先計算好的軌跡進行調整,其過程非常復雜,稍有差池便會造成人員傷亡。

                      事實上,飛行員處置空中險情的時間往往只有數秒,所有飛行員在空中遇險時都會面臨兩難選擇?,F代戰機造價高昂,一架戰機動輒就得上千萬甚至上億。 如果飛行員執飛的是試驗機, 那往往還保存著許多珍貴的飛行數據,一旦飛機墜毀,對新飛機的試驗進程將造成極大影響。 因此,許多飛行員往往會在兩難選擇中浪費時間,從而失去寶貴的逃生機會。

                      即便在軍事技術無比發達的今天,飛行事故在國內外仍時有發生,血的教訓在呼喚著人們的智慧。

                      為了滿足戰機安全逃生的要求,從上世紀80年代起,我國就研發了指令彈射系統和座椅軌跡發射火箭,并將彈射速度指標擴展至 0~1000 千米/小時。如今,第三代彈射座椅已經裝備部隊,并多次在緊急情況下挽救飛行員的生命,我國已成為繼俄、美、英三國之后,第四個能獨立研制、生產和試驗彈射救生裝備的國家。目前,我國已經啟動了第四代彈射救生裝置研制規劃, 以滿足更為先進的第四代戰機的需要。

                      相信隨著科學技術的飛速發展,在不久的將來,人們一定會研制出智能化程度更高、可載人飛行、自主選擇逃生路線的新一代彈射座椅。

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