武裝直升機乘員救生技術

在擁有全世界50％的軍用直升機中，占相當比例的武裝直升機，越來越受到世界各國的重視。武裝直升機具有較高的機動性，並逐步增大了有效載荷、速度和航程，其在惡劣氣象和低能見度下的優良性能，以及有效的先進武器系統，加重了武裝直升機的軍事使命。由於直升機飛行速度慢、防護裝甲薄等先天的缺陷，尤其是起降過程中，機動力幾乎喪失殆盡，為其安裝主動防護系統顯然並不能有效地保證不被擊落。因而，筆者對直升機乘員救生的問題進行研究。

武裝直升機乘員應急離機救生方案，是在發生事故應急時，乘員靠特有的航空救生裝備脫離飛機或脫離危險，並安全著陸(水)而保障其生命安全的乘員救生途徑。前蘇聯統計數據研究認為，直升機緊急事故多發生在 400～500 m 高度以上，95%的緊急情況發生時，直升機所處高度離地面約 500 m，速度約 55 m/s，而且一旦發生了事故，直升機將失去控制。

因此，前蘇聯各型直升機均採用空中棄機脫離救生的設計。俄羅斯卡莫夫設計局專家認為，經驗豐富的駕駛員是最寶貴的財富，保證駕駛員生存是武裝直升機戰場生存力的重中之重。所以，他們把殲擊機的彈射救生系統移植到直升機上來。且率先在卡-50共軸式雙旋翼武裝直升機上採用了空中彈射開傘救生裝置。

之後卡-52 設計了並列彈射座椅，成功地應用了 k-37 零-零火箭式駕駛員彈射救生系統。這套系統又稱為自適應彈射座椅，主要是利用自適應控制技術、推理控制技術、高速穩定技術和高速氣流防護技術提高直升機遇險條件下的救生成功率，減少不必要的傷亡。該系統的主要部分是飛行員座椅，在飛行過程中，該座椅可以根據飛行員的需要對高度進行調整。

當直升機遇險時，直升機座艙頂部艙門自行打開，旋翼與機身分離，座椅下的火箭系統將飛行員與座椅一併彈出，然後在牽引發動機的作用下，飛行員和座椅分離。降落傘系統確保飛行員在彈射時空中剎車，同時，能控制下降和著陸，保證下降和著陸時速度不超過 7 m/s。

卡-52 裝備這種救生系統後，飛行員的應急離機成功率達 100%，開創了武裝直升機駕駛員彈射救生的先河。

火箭牽引離機乘員救生途徑

牽引火箭通過牽引繩(約 3 m 長)與飛行員背帶系統相連，在火箭發射後 2 s 內，由火藥機構打開安全帶，使人與座椅組件分離，再打開救生傘降落著陸。

與跳傘相比，在空中如能利用火箭牽引救生，可為飛行員爭取較充裕的時間和較寬的限制條件。這種離機的特點是：體積小、出口面積小、過載小。因為牽引繩吸收火箭衝擊力，並把它通過背帶系統分散在飛行員身上，使飛行員脊椎不易受傷，救生成功率高。但是移植到直升機上，最大的難題就是向上彈射後會與直升機的旋翼碰撞。因此，解決與旋翼相碰撞的問題是直升機實現彈射救生的前提。火箭牽引離機的主要關鍵部件是牽引火箭。如一種牽引火箭的重量為 9.5 kg，燃燒時間為 0.57 s，總沖為 4.45 kN·s，最大牽引過載為 12 g。

這種方案的主要特點是：結構簡單、重量輕、占空間小、穩定性好，具有零高度、零速度的應急救生能力，最大適用速度為 650 km/h 。牽引方式主要有向上牽引和側向牽引 2種。

向上牽引主要是要清理出艙通道，出艙牽引出口並不難開，但由於要切除或炸掉旋翼槳葉這個直升機的命根子，所以，人們多持保守的態度。側向牽引是人們力圖避開旋轉的槳葉，從直升機側艙門(不另闢牽引出口)將乘員從機內拉出，但是應急時直升機的飛升高度和飛升姿態不如人意。

直升機整體和救生艙式乘員救生技術

1) 整體回收：即在應急時，先用炸藥炸掉旋翼、發動機、油箱等部分，以減輕回收重量。接著，利用降落傘或降落錐回收載人部分，機上乘員乘坐回收艙安全降落。為減輕著陸衝擊，回收艙底部裝有緩衝裝置。降落傘整體回收和降落錐回收，這種救生方法，適用於乘員人數比較多的運輸型直升機或行政專機。

2) 降落傘吊艙：又叫救生艙 [2] ，早已用於宇宙飛船回收等方面，是一項成熟的應急救生技術。武裝直升機救生艙是利用乘員艙，在應急時炸掉或切除旋翼槳葉和不必要的部分，減輕作為救生艙部分的重量，依靠打開的降落傘，把艙體和乘員安全送到地面。

為了減少降落傘系統的重量，併兼顧乘員的安全高度和減少著陸時的衝擊力，救生艙方案可以配套使用反推力火箭。救生艙著地前，反推力火箭點火，產生相反方向的推力，達到安全著陸的目的。

彈射離機乘員救生技術

彈射離機乘員救生方案在固定翼作戰飛機方面積累了很多成功的經驗。自德國人在 1941 年首次使用駕駛艙彈射座椅以來的 60 年間，已經發展了 4代彈射座椅，是目前正在使用的一項成熟技術。在探索武裝直升機離機乘員救生途徑的研究中，彈射離機乘員救生技術的成熟技術，一直受到人們的重視。

經過多年的研究，敢於打破思維牢籠的俄羅斯卡莫夫設計局的專家們已在卡-50 雙旋翼武裝直升機上採用了空中向上火箭牽引(彈射)開傘救生方案。這套系統包括座艙里的 K-37-800 型火箭牽引裝置和安放在槳葉與槳轂連接部位上的爆炸螺栓。當遇到緊急情況時，飛行員拉動座椅下部的 2 個手柄，先引爆槳葉根部的爆炸螺栓，使頂部的６片槳葉分離機體，同時將飛行員四肢收攏並拋掉座艙頂蓋。

然后座椅上方的火箭彈射器點火，在火箭下部有一根與飛行員相連的繩索，藉助火箭向上彈射的拉力將飛行員連同直升機椅背拉出座艙，同時人椅分離(座椅留在座艙內)在上升到一定高度後，救生傘自動張開，飛行員安全落地。這是一種主動式的救生方式，它運用了火箭牽引技術，同時又具備彈射座椅的性質。

據稱，這套裝置從飛行員啟動彈射手柄開始到救生傘張開，總共費時約 2.5 s。根據旋翼機的特點，有 4 種彈射離機的方式：側向彈射、側上彈射、向上彈射和向下彈射。這 4 種方式都是針對現役彈射離機的彈座椅的性能而設計的。彈射座椅的重量大，彈射動力的大小和方向不能調節，缺少智能化的姿態控制系統，不能迴避地形和自由飛行。故向上彈射、側上彈射、向下彈射存在與向上和側向牽引一樣的問題。

美國人最忌諱戰爭傷亡, 因此對直升機救生技術的研製十分迫切 。在直升機救生技術的研究過程中,他們首先探索出火箭升垂直牽引救生技術 :當直升機需要空中救生時, 首先切除旋翼 ,然後拋掉座艙蓋,點燃火箭牽引系統(火箭通過牽引繩與飛行員系帶相連),把飛行員連同座椅從直升機中向上拉出 ,然後打開降落傘著陸。

後來美國人又研究出火箭側向牽引技術。這種方法不必切除旋翼就可使飛行員逃生。儘管美國人煞費苦心,但這兩種技術都不實用 ,因為直升機一旦遇險 ,對火箭牽引救生系統的可控性和可靠性等要求很高 。

遠水不解近渴, 火箭牽引技術不成, 又無新的良策, 美國人只好從直升機自身想主意。他們採用吸能起落架和耐墜毀座椅, 以減輕衝擊電荷 ,即通過吸能裝置吸收從直升機結構傳到座椅的衝擊能量 ,使衝擊過載不超出乘員的生理極限,從而達到乘員安全的目的 。

但由於這些措施只是通過起落架 、機身 、座椅的耐墜吸震能力儘力保全機組人員,雖有不少成功的例子 ,大多數飛行人員依然當場死亡。就連先進的「阿帕奇」也沒能擺脫在科索沃機毀人亡的厄運 。因為 ,使用耐墜措施,直升機仍處在挨摔的被動狀態, 所以這種方法仍是下策。

美國苦心研究幾十年 ,在直升機救生技術上卻收效甚微 。望著俄羅斯遙遙領先的彈射救生技術,「山姆大叔」欲哭無淚 ,只好步人後塵 。美國雖然有世界最先進的武裝直升機,但卻沒有先進的直升機救生技術 ,就連其新研製的「科曼奇」武裝直升機,耗資達 830 億美元, 號稱「飛來看不見,看見打不著 ,擊落人不亡」 ,在救生方面仍只不過是採用了耐墜毀措施, 通過起落架、機身、座椅的耐墜毀吸震能力儘力保全飛行員 ,這不能不令美國人心裡窩火。

俄羅斯領先一步 ,美國豈肯罷休。近幾年 ,美國除積極展開對戰傷直升機飛行員的救護外 ,同時加快了直升機救生技術探索研究 。隨著爆炸螺栓、微型爆炸索等快速切換技術的發展 ,美國研製出直升機救生艙方案,並以最快的速度通過了對 U H -1、U H -25 C 等直升機地面試驗的可行性方案 。救生艙方案自 20 世紀 60 年代中期開始研究，但未正式交付使用。美國有關專家預言：救生艙技術將在未來得到廣泛應用。