生死一瞬間：中外軍機彈射救生盤點

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生死一瞬間：中外軍機彈射救生盤點

2011年10月16日09:55來源：環球網手機看新聞

　　1912年8月25日，中國航空先驅馮如在廣州燕塘駕機飛行時，由於操作系統失靈，飛機墜地，馮如身受重傷，後經搶救無效不幸遇難。　　2001年4月1日，中美南海撞機事件，中國空軍飛行員王偉跳傘失蹤，10萬軍民在海天聯合大搜救。4月12日我國政府宣布搜救無望，王偉同志犧牲。　　2008年「5．12」四川汶川地震救援中，彰顯航空救生在應對公共應急突發事件中的作用日趨增大……　　2011年10月14日上午10時47分，一架飛豹戰鬥轟炸機(機號814，當時雙座座艙內有兩位飛行員)在參加通航大會表演返航途中墜毀，當天確認有一位飛行員彈射生還……　　此前我們沒有完善的航空救生體系，教訓曾十分慘痛。　　飛行員是「天之驕子」、「空中黃金」。同時，每個國民的生命都是寶貴的。如何在翱翔藍天的同時把犧牲降低到最低？航空救生技術應運而生。　　據統計，自我人民空軍成立以來，在飛機遇險後，有數百名飛行員依靠彈射跳傘獲救，但由於沒有完善的航空救生體系，也有飛行員在跳傘後犧牲，教訓十分慘痛。　　現代戰爭中飛行員所面臨的不僅是怎樣安全地離開失事飛機，關鍵是跳傘以後如何在各種複雜條件下生存求救。關於南海撞機事件中國的我飛行員王偉，專家分析可能是因為他在撞機後受傷或者彈射時暈厥，沒有能力打開救生船和及時脫掉救生傘，負荷過大，隨著這些物品一起沉入水中而犧牲。而地面部隊亟待解決的是如何快捷安全地確定飛行員的準確位置、實施營救。　　航空救生技術經歷了一個從簡單到複雜的過程，由最初的降落傘，發展到彈射座椅，然後發展到航空救生體系。　　最早的救生裝備就是降落傘。早在1797年10月22日，一個叫迦納蘭的法國人，從610米的氣球上用降落傘安全跳傘著陸，當時轟動了整個歐洲。這可以說是有記載以來第一次用降落傘救生的事例。　　第一次世界大戰時，德國首先為戰鬥機飛行員配備了救生傘。它的救生傘包在傘包里，傘包坐在飛行員身體下邊，傘跟飛行員的背帶系統相連，開傘的繩索拉開裝置在飛機上，人一跳離飛機，傘包就打開，利用飛行員下降墜落的速度，把傘翼拉出展開，使飛行員平穩著陸。　　彈射座椅的出現拯救了大批飛行員的生命　　現代飛機飛行速度很快，在超過每小時500公里時，飛行員爬出座艙跳傘幾乎是不可能的，而且在大速度跳傘的情況下，會使飛行員同後面的機翼、垂尾及一些飛機的結構件相撞導致死亡。這就引發了彈射救生裝置——彈射座椅的出現。彈射座椅是利用彈射動力，把飛行員和座椅一起彈離飛機的一種救生裝置。現在採用的都是火箭彈射座椅穿破座艙蓋，座椅上安裝有一個破蓋槍，把座艙玻璃打破或者在玻璃上布置微爆鎖，把玻璃炸開，然後飛行員再出去。我國一些新型飛機也採用了這種艙蓋彈射的模式，與英、美等國的現役救生裝備水平基本相當。　　營救速度是確保飛行員跳傘後生命安全的關鍵環節。二戰中，受傷飛行員24小時以後存活概率是80％，3天後的存活率明顯下降。據美國空軍的統計，20世紀60年代5小時以內獲救的飛行員人數佔50％；到了20世紀70年代，1小時以內獲救的人數就達到了50％，4小時以內獲救的達到了97％。　　世界各國都非常重視航空救援建設　　美國早在1956年就頒布《全國搜索救援計劃》，將軍、地雙方的搜救工作聯繫起來。該計劃確定美國空軍為美國本土範圍陸上搜救工作的執行機構。1974年5月，美空軍成立「空軍救援協調中心」，該中心自成立以來，執行的搜救行動共挽救了1．3萬人的生命。英國也早在1941年就建立了航空救生協調中心，來營救在作戰訓練過程中遇到麻煩的軍方人員。到第二次世界大戰結束，共救援了8000多名飛行員和5000多名平民，自那以後的50年里，共援救了5．5萬人。　　第三代戰鬥機在設計性能要求上都強調了高機動和全空域作戰，空戰中飛行員彈射救生時所處的姿態比以前更加複雜，為了在彈射救生時提高飛行的安全性對彈射救生系統也提出了更高的要求。作戰飛機在執行戰鬥任務時需要面對很多的危險和困難，而平時訓練中可能出現的故障或失誤也可能造成飛行事故，性能優良和安全可靠的彈射座椅在危機時將會提供飛行員第二次生命。隨著我國越來越重視航空救生的發展，願我們的藍天轎子更加自由翱翔！

精彩的飛行表演往往蘊含著巨大的風險

　　1989年的第38屆巴黎航展上米高揚設計局試飛員克沃丘爾駕駛米格-29飛機進行飛行表演時，就因吸入飛鳥而發生墜機事故，飛機失去控制，但克沃丘爾為了避開建築物和觀看飛行表演的人群，仍然堅持到飛機遠離這些區域才跳傘。飛機在發生故障時距地面的高度僅150多米，飛行員跳傘時的高度尚不足30米。克沃丘爾離機後僅2秒，飛機就爆炸起火，飛行員僅受輕傷，他還出席事後的記者招待會，並向他賴以逃生的K-36彈射座椅的設計師表示感謝，足足地為彈射座椅做了一次驚心動魄的活廣告。

米格-29墜機飛行員彈射

　　2002年7月27日，烏克蘭一架蘇-27UB戰鬥機在烏西部城市利沃夫進行飛行特技表演時突然失控墜毀，駕駛這架出事戰機的兩名飛行員是托波納里和葉戈羅夫，他們都是烏克蘭的王牌飛行員。前者是這次特技表演的指揮員，後者是駕駛員。他們在飛機墜毀前被彈射出機艙，得以生還。但此次墜機造成地面78人死亡，138人受傷。

蘇-30MK表演墜機雙人彈射過程

發動機起火

拉起

飛機失控，飛行員緊急彈射。

蘇-30MK表演墜機雙人彈射過程

　　1993年7月24日在美國進行的一次航空展覽上，兩架米格-29戰鬥機在做並排斤斗特技飛行表演時相撞，飛機墜毀。在相撞的瞬間，兩名飛行員安全彈射跳傘，僅受一點輕傷。這件事同樣向外界展示了俄羅斯飛行員嫻熟的駕駛技術和勇敢沉著的良好品質。

　　1993年7月24日在美國進行的一次航空展上，兩架米格-29表演時相撞墜毀。兩名飛行員安全彈射跳傘，僅受輕傷。

米格-29化為火球

　　蘇-35UB（即老蘇-35，帶鴨翼版）戰鬥機在一次參加拍攝俄國空戰電影時，為了真實，所有鏡頭為實景拍攝，期間蘇-35飛行員還進行了彈射。

　　蘇-35UB（即老蘇-35，帶鴨翼版）戰鬥機在一次參加拍攝俄國空戰電影時，為了真實，所有鏡頭為實景拍攝。其中的鏡頭需要無艙蓋飛行。執行這個任務的是俄空軍飛行員Frolov。他表示，在無艙蓋飛行中，他的飛機最快時接近了兩倍音速。「一般這類實驗都是在冬天進行，所以空中極端的寒冷。無艙蓋飛行時，我心裡默數著加速的速率，因為到達一定速度時，空氣和飛機的高速摩擦會加熱周圍的空氣，這樣終於就能暖和下來了」。Frolov在飛行中竟然還把手伸出了艙外：「在接近兩倍音速時，我嘗試著把手伸出艙外約一到兩英寸，由於極高的空氣摩擦，手套馬上就變的非常熱」。

　　蘇-35UB（即老蘇-35，帶鴨翼版）戰鬥機在一次參加拍攝俄國空戰電影時，為了真實，所有鏡頭為實景拍攝，期間蘇-35飛行員還進行了彈射。

彈射

我國也越來越重視航空救生的發展，願我們的藍天轎子更加自由翱翔！

　　10月14日，2011中國國際通用航空大會在陝西蒲城舉行飛行表演時，814號飛豹戰機出現意外墜機，這是該機此前的照片。

　　10月14日，2011中國國際通用航空大會在陝西蒲城舉行飛行表演時，814號飛豹戰機出現意外墜機。

　　在這幅美妙的畫面中，您可曾想到如果出現意外，戰機中的飛行員該如何逃生呢

　　自從天空變成殺戮戰場，戰鬥機群越來越高的速度帶來了新的設計問題——如何讓飛行員在緊急狀況下死裡逃生，而二戰開始出現的噴氣機更增加了飛行員從損壞的戰機中安全逃生的困難，要飛行員在高速的空氣動力效應和相對風速作用下脫離座艙是困難的，即使成功了，風壓也可能使他撞上機尾而造成不可挽回的悲劇。而設置戰機彈射逃生系統，則是設計師可以應對的唯一手段。　　彈射救生技術從上世紀中期開始應用于軍機，到目前為止已發展有四代產品。伴隨著軍機性能的提高，如何擴大彈射座椅的性能包線，解決不利姿態條件下的救生問題，延展座椅對飛行員的適用範圍，一直是人們不斷追求的目標，而新技術的出現為此創造了條件。　　自1783年人類第一次實現氣球載人飛行後，便產生了航空應急救生問題。1903年美國萊特兄弟首次實現了動力飛行以後，在飛機失事時，如何挽救飛行員的生命便提上了議事日程。法國於1917年首先把降落傘用于軍用飛機。　　第一次世界大戰期間，約有800名氣球觀測員從失事的氣球上跳傘獲救。第二次世界大戰中，降落傘已成為軍用飛機必備的救生工具。　　隨著飛機飛行速度的不斷提高，飛行員爬出座艙跳傘日益困難。第二次世界大戰時，戰鬥機的時速已提高到600公里以上，飛行員跳傘要冒著被強風吹倒或被刮撞到飛機尾翼上的，只靠飛行員的體力爬出座艙跳傘逃生越來越困難。當飛機飛行速度達到500千米/小時時，飛行員必須藉助外力才能應急離機救生。　　二次世界大戰快要結束時，德國首先把彈射座椅用作軍用飛機飛行員的救生工具。戰後，彈射座椅在英國、美國、俄國、瑞典等國迅速發展，成為高速軍用飛機必不可少的救生設備。　　據國外2003年統計數據，僅英國馬丁·貝克一家公司，累計生產了各種型號的彈射座椅約69000台，挽救了6994人的生命，平均每10台座椅救活一名飛行員。

早期飛行員是背負傘包

　　四個發展階段四代彈射座椅　　第一代彈射座椅　　彈射座椅發展的第一階段大約從20世紀40年代中期到50年代中期。此間形成的第一代彈射座椅為彈道式彈射座椅，即利用滑膛炮的原理把人和座椅作為"炮彈"射出飛機座艙，然後使人椅分離打開救生傘。它主要解決了飛行員在高速條件下的應急離機問題。如英國的MK.1、MK.5，俄國的米格-15、米格-17飛機上的彈射座椅等。　　英國的馬丁·貝克飛機公司是這一時期的典型代表。該公司首先使彈射過程自動化。為了提高彈射機構離機的初始速度，研製了多級套筒或多彈式彈射機構，為挽救飛行員做出了貢獻。　　在其他國家，如前蘇聯的米高揚飛機設計局也設計出許多彈道式彈射座椅。如米格-21飛機的帶離式"CK"彈射座椅，利用彈射時座椅與座艙蓋的扣合使最大速度可達到1200千米/小時。

美國F-105彈射座椅

　　第二代彈射座椅　　彈射座椅發展的第二階段大約從50年代中期到60年代中期。這一時期的彈射座椅為火箭彈射座椅。它的主要特徵是把火箭作為彈射座椅的第二級動力，在第一級動力彈射機構作用下把人椅系統推出座艙後，再由火箭繼續推動人椅系統向上運動，使其具有更高的軌跡，以解決0-0彈射救生的問題，並可以在更高的飛機飛行速度（1100千米/小時）下應急彈射離機。　　美國塔利（Talleg）公司把彈射機構和火箭發動機組合在一起形成火箭彈射器，具有兩級動力，體積小、重量輕，直到目前為止，仍是美國彈射座椅（如ACESⅡ）的主要動力裝置。　　英國馬丁·貝克公司採用了另一種組合形式，把火箭發動機和彈射機構分開安裝，彈射機構保持原來的位置和形式，而把火箭包設計成多管並列的扁平組合體，安裝在椅盆下面，即通稱為椅下火箭包（簡稱為火箭包）。這種組合形式實現起來難度不大，目前是英國馬丁·貝克公司彈射座椅的主要動力形式。　　在這一時期，美國為了解決超音速彈射救生的問題，投入了大量的人力，物力，參加的公司也很多。例如，羅克韋爾國際公司研製的X-15敞開式彈射座椅，利用向前伸出的激波桿，把正衝波變成為斜衝波，以減小作用於人椅系統上的壓力。可在33.6千米、M=4.0以及在0高度，167千米/小時的平飛狀態下安全救生。又如,美國洛克希德·馬丁公司研製的SR-71彈射座椅曾在23774米的高空，在M數大於3.0時，拯救過飛行員。這種座椅在改裝後曾用於美國"哥倫比亞"號太空梭試飛員的應急救生設備。　　另一類的超音速救生設備為密閉式彈射座椅和分離救生艙。其中以美國斯坦利航空航天公司為B-58轟炸機研製的密閉式彈射座椅最為成功，而分離救生艙以麥道公司研製的F-111分離救生艙最為成功。　　F-111救生艙不但具有0-0救生性能，而且在海平面超音速到18500米高度以上、M=2.5的飛行條件下都具有救生能力。　　統計數據表明，密閉式彈射座椅的救生成功率低於敞開式彈射座椅，而分離救生艙的救生成功率與敞開式彈射座椅大體相當，但由於這兩種救生設備的重量大（例如，B-1轟炸機採用分離救生艙與採用敞開式彈射座椅相比，飛機重量增加2268千克），成本和維護費用大，因而未得到廣泛應用。

美國F-106B彈射試驗

　　第三代彈射座椅　　彈射座椅發展的第三階段大約從60年代中期開始一直持續到今天，屬於多態彈射座椅的發展時期，其主要特點是採用了速度感測器（電子式/機械式），根據應急離機的飛行速度的不同，救生程序執不同的救生模式，從而縮短了救生傘低速開傘的時間，提高了不利姿態下的救生成功率。國外現役機種裝備的彈射座椅絕大部分為第三代彈射座椅。　　目前裝機服役的第三代彈射座椅以俄K-36系列、美ACESⅡ系列、英NACES（MK-14）和MK-16為代表。　　K-36系列彈射座椅為俄羅斯星星科研生產聯合體於60年代中期研製成功的第三代彈射座椅，目前已生產12000多台，並形成了獨聯體各國的通用化系列座椅，其突出特點是穩定性和高速性能。根據俄羅斯資料報道，在飛行高度為1000米，當量空速為1350千米/小時的條件下，飛行員仍能應急彈射成功。尤其是在1989年巴黎航展期間，一架裝有Ｋ-36座椅的米格-29飛機在作機動飛行表演時，因發動機故障造成飛機失速，在極其不利的條件下，飛行員應急彈射成功，安全獲救，使Ｋ-36系列救生裝置名聲大振。　　20世紀90年代初期，俄羅斯星星聯合體在Ｋ-36的基礎上研製出了Ｋ-36Д-3.5彈射座椅。這種彈射座椅水平飛行的性能包線與Ｋ-36系列座椅相同，而在不利姿態條件下的救生性能有了很大的改進。例如，飛機飛行速度為278千米/小時，倒飛的最低安全高度從原來的95米降低到46米。主要改進之處是：採用了電子程式控制技術，可控推力技術，火箭發動機倒飛切斷技術，橫滾姿態控制技術，使Ｋ-36Д-3.5初步具備了第四代彈射座椅一些特徵，目前已裝機服役（如蘇-30，蘇-37），並參與了美國ＪＳＦ飛機的競標。　　ＡＣＥＳⅡ是麥道公司於20世紀70年代末研製成功的第三代彈射座椅，目前已生產10000多台，成為美國空軍的系列化座椅。該座椅裝機服役以來，經過不斷改進，性能有所提高。　　在越南戰爭期間，美國為了減少飛行員應急跳傘後被越南軍隊俘虜的危險，曾投巨資研究各種救生方案，如飛行座椅，熱氣球空中救生系統（ＰＡＲＤ）以及空中回收系統等，後來，由於越南戰爭結束，這些方案未得到實際應用。　　NACES（MK-14）是英國馬丁·貝克公司為美國海軍研製的通用化座椅。裝機服役後，便開始了PI（預規劃產品改進）計劃，該計劃的第三階段計劃利用第四代彈射座椅的技術，使NACES具備第四代彈射救生座椅的基本特徵。　　MK-16系列座椅是英國馬丁·貝克公司於20世紀90年代初研究的新式彈射座椅。　　MK-16系列的主要特點是彈射機構與座椅骨架為一體化設計，不僅重量輕，而且結構緊湊，電子程式控制器既能感受離機後的信息，也可以與飛機數據匯流排相接，感受飛機的各種信息，以實現自動彈射離機。目前已裝機服役EF-2000，法國陣風，美國JSF（F-35）等機種。

美國A-5偵察型的ＨＳ１Ａ彈射坐椅

　　第四代彈射座椅　　第四階段彈射座椅的發展實際始於70年代末期，因而與第三階段的後期相互交織在一起，平行地向前發展。它的主要特點是實現人椅系統離機後的姿態控制，其關鍵技術是可控推力技術和飛行控制技術。　　第四代彈射座椅實質上是一個自動飛行器，主要解決高速彈射救生和不利姿態下的救生問題。由於第四代彈射座椅的關鍵技術風險性很大，雖然經過了二十多年的研究（如MPES計劃、CREST計劃、第四代彈射救生技術的驗證計劃等），取得了很大進展，但至今尚未裝機服役　　。　　20世紀70年代末，美國的第三代彈射座椅ACESⅡ裝機服役之後，便開始了第四代彈射座椅的研製工作，稱它為最高性能彈射座椅（MPES）計劃。該計劃採用了可改變推力方向的球形火箭發動機和微波輻射技術，感受天地之間的溫度差，指令改變推力方向，使座椅自動導向，其技術是先進的，但是當時的微波輻射技術還不夠成熟，風險性太大，致使該計劃難以轉入型號研製。　　1984年美國又開始了為期五年的乘員彈射救生技術（CREST）計劃，目標更加先進，其宗旨是研製出一些先進技術，如高速氣流防護技術、可變推力（方向和大小）技術、飛控技術、生命威脅邏輯控制技術等，以減少乘員彈射的死亡和重傷的概率。　　為了試驗驗證CREST計劃，又開展了多軸滑車（MASE）和先進動態模擬假人（ADAM）研製計劃。　　CREST計劃基本上是成功的，部分關鍵技術（如滯流柵網等）已證明是成功的，為該計劃配套研製的試驗設備（如MASE、ADAM等）對以後的彈射救生技術發展將有很大的推動作用。但是，CREST計劃的核心技術（變推力大小和方向的可控推力技術和飛行控制技術）還不夠成熟，技術上的風險太大使CREST計劃沒能轉入工程研製。　　為了解決CREST計划出現的問題，美國於1993年又開始了第四代彈射救生技術驗證計劃。該計劃重點解決可控推力技術和飛行控制技術。經過地面10次火箭滑車驗證試驗，證明針栓式可控推力技術和慣性導航飛控技術是可行的，目前已具備轉入型號研製的水平。　　ACESⅡ和NACES座椅的PI計劃將採用第四代彈射救生技術驗證計劃已驗證的關鍵技術提高座椅的性能，使之具有第四代座椅的基本性能。　　我國對彈射救生技術的研究起步較晚,20世紀50年代到60年代末期,主要是生產前蘇聯的彈射座椅,如米格飛機系列的彈射座椅等，直到70年代初期才開始第二代火箭彈射座椅的研製,目前自行研製的第三代彈射座椅已裝機服役。