彈射座椅如此先進(jìn)，為何還會(huì)機(jī)毀人亡？

田博

在實(shí)際應(yīng)用中，飛行速度越快，彈射成功率越低。在密集編隊(duì)飛行中，彈射的姿態(tài)、角度甚至風(fēng)速都關(guān)乎逃生成敗。二戰(zhàn)中，就不乏離機(jī)成功后撞上尾翼的飛行員。高空高速?gòu)椛浜?，飛行員遭遇的氣流侵襲不亞于“迎面撞車(chē)”，即便跳傘成功后，還要面臨在陌生地域?qū)嵤┛战档膯?wèn)題。所以說(shuō)，彈射座椅并非萬(wàn)無(wú)一失。

11月12日，我空軍殲-10女飛行員余旭，在飛行訓(xùn)練中不幸犧牲，一時(shí)間引發(fā)全國(guó)人民的廣泛關(guān)注。飛行是勇敢者的運(yùn)動(dòng)，鷹擊長(zhǎng)空的畫(huà)面令人心動(dòng)，但賞心悅目的飛行表演背后，是對(duì)飛行員近乎苛刻的素質(zhì)要求和風(fēng)險(xiǎn)挑戰(zhàn)。作為重要逃生裝置的彈射座椅，在飛機(jī)的整個(gè)壽命周期中可能從不啟用，或者僅出場(chǎng)數(shù)秒，雖然只用一次，但對(duì)于飛行員而言不可或缺，被譽(yù)為飛行員最后的“守護(hù)神”。

那么，歷經(jīng)三代的彈射座椅是否可靠？為什么彈射完成后還會(huì)出現(xiàn)飛行員傷亡事件？

自飛機(jī)誕生以來(lái)，工程師們就在思考飛行安全的問(wèn)題。早期的飛機(jī)航速較慢，主要依靠飛行員自主跳傘逃生。進(jìn)入噴氣時(shí)代后，戰(zhàn)機(jī)時(shí)速飆升至上千公里，自主跳傘已不可能實(shí)現(xiàn)。各國(guó)開(kāi)始研究可使飛行員彈出機(jī)艙的座椅，至今已經(jīng)發(fā)展了三代。

第一代彈射座椅，最早配置在二戰(zhàn)時(shí)德國(guó)空軍的He219夜間戰(zhàn)斗機(jī)上，以壓縮空氣為動(dòng)力，利用推進(jìn)器拋開(kāi)艙蓋，將人和座椅整體彈出，待人椅分離后打開(kāi)傘具。雖初具實(shí)效，但尚有欠缺。第二代火藥動(dòng)力方案于是出爐，以火藥（微爆索）炸開(kāi)艙蓋，在人椅離開(kāi)機(jī)艙后，借助火藥產(chǎn)生的二級(jí)推力繼續(xù)上升再人椅分離。這一創(chuàng)舉有效解決了低空開(kāi)傘的難題。其中比較有代表性的，是20世紀(jì)70年代英國(guó)為“狂風(fēng)”戰(zhàn)斗機(jī)研制的MK.10彈射座椅。

隨著超音速時(shí)代來(lái)臨，老舊單一的彈射座椅漸漸落伍，第三代彈射座椅應(yīng)運(yùn)而生。在采用速度傳感器后，可根據(jù)離機(jī)速度執(zhí)行多態(tài)化救生模式，有效地縮短了低速開(kāi)傘的時(shí)間。其中最成功的是俄羅斯的K-36彈射座椅，它在離艙后可改變自身氣動(dòng)外形，實(shí)現(xiàn)飛行姿態(tài)的主動(dòng)控制，這已經(jīng)是第四代彈射座椅的理念——將彈射座椅視為獨(dú)立飛行器。時(shí)至今日，世界各國(guó)現(xiàn)役機(jī)種裝備的彈射座椅仍以第三代為主。

既然彈射座椅如此先進(jìn)，為何還會(huì)發(fā)生機(jī)毀人亡的事件？事實(shí)上，每當(dāng)事故發(fā)生，跳傘還是挽救飛機(jī)都需要飛行員當(dāng)機(jī)立斷，生死抉擇往往不到1秒鐘。雙座飛機(jī)的彈射更為復(fù)雜，為防止空中相撞，一般先彈出后座飛行員，這樣留給前座飛行員的時(shí)間更為短暫。異常飛行時(shí)，飛機(jī)巨大的過(guò)載也會(huì)影響彈射操作，飛行員甚至?xí)a(chǎn)生黑視、喪失意識(shí)。在這種情況下，即使是逃生率最高的彈射座椅也很難保證安全。

在實(shí)際應(yīng)用中，飛行速度越快，彈射成功率越低。在密集編隊(duì)飛行中，彈射的姿態(tài)、角度甚至風(fēng)速都關(guān)乎逃生成敗。二戰(zhàn)中，就不乏離機(jī)成功后撞上尾翼的飛行員。高空高速?gòu)椛浜?，飛行員遭遇的氣流侵襲不亞于“迎面撞車(chē)”，即便跳傘成功后，還要面臨在陌生地域?qū)嵤┛战档膯?wèn)題。所以說(shuō)，彈射座椅并非萬(wàn)無(wú)一失。

1999年，巴黎航展上，一架蘇-30飛機(jī)擦地墜毀，但該機(jī)配備的K-36彈射座椅發(fā)揮作用，以近零高度挽救了2名飛行員的生命。至此，始于第二代MK.10彈射座椅的“零-零”（零高度、零速度）彈射概念被發(fā)揮到極致。截至目前，現(xiàn)役戰(zhàn)機(jī)采用的座椅大部分具備“零-零”彈射的能力。

“零-零”彈射聽(tīng)起來(lái)很可靠，但實(shí)際上也僅僅滿足于實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。在實(shí)戰(zhàn)中，飛行員必須將手從操作桿移至手柄處扳動(dòng)，這0.1秒的反應(yīng)時(shí)間關(guān)乎存亡。現(xiàn)役彈射座椅面臨的另一個(gè)難題是飛行員的群體不斷擴(kuò)大，從目前發(fā)展趨勢(shì)看，不但要考慮乘員的適用范圍，還要顧及女飛行員的出現(xiàn)，飛行員體型差異導(dǎo)致人體重心分布范圍和慣性矩范圍大大增加。另外，女飛行員對(duì)彈射加速度的耐限值比男性要低，這些不利因素對(duì)彈射救生系統(tǒng)的研制提出了新的挑戰(zhàn)。各國(guó)空軍紛紛致力于此，如美國(guó)LME公司研制出脊椎預(yù)加載彈射機(jī)構(gòu)，縱向可滿足裸重42-111千克乘員的安全彈射要求。

既然如此，那么培養(yǎng)女飛行員還有沒(méi)有必要？讓我們看看世界上主要航空強(qiáng)國(guó)的做法：美國(guó)、俄羅斯、英國(guó)等國(guó)家早就擁有女殲擊機(jī)飛行員，美國(guó)更是擁有50多名，駕駛機(jī)型包括F-16戰(zhàn)斗機(jī)。研究表明，隨著戰(zhàn)斗機(jī)座艙的改進(jìn)，飛行員不必局限于強(qiáng)壯的男性，先進(jìn)的操作系統(tǒng)類(lèi)似于平板電腦，經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的女性完全可以勝任。同時(shí)，由于女性特有的細(xì)心縝密，女飛行員在武器操控、儀器使用、地形識(shí)別等方面都有超過(guò)男性的表現(xiàn)，這也是培養(yǎng)女飛行員的意義所在。

和平時(shí)期，飛行特技被譽(yù)為“刀尖上的舞蹈”“實(shí)戰(zhàn)的延伸”。高水平的飛行編隊(duì)機(jī)翼間隔不到1米，高度差基本為零，每次訓(xùn)練都在追求飛機(jī)性能和人體生理的極限。實(shí)際上，許多飛行特技在實(shí)戰(zhàn)中證明了自身價(jià)值。1981年，以色列空軍空襲了伊拉克核反應(yīng)堆。以軍6架F-15、8架F-16彼此距離不足1米，雷達(dá)顯示為一架大飛機(jī)，成功騙過(guò)伊軍防空網(wǎng)。

隨著新技術(shù)變革推進(jìn)和新型復(fù)合材料的突破，彈射救生技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域不再局限于軍用固定翼飛機(jī)，還開(kāi)始向武裝直升機(jī)、民用飛機(jī)和載人航天器等領(lǐng)域延伸。

冷戰(zhàn)后，幾次重要戰(zhàn)爭(zhēng)凸顯了武裝直升機(jī)的作用，但救生成功率并不能令人滿意。俄羅斯卡-50攻擊直升機(jī)裝備的牽引火箭式彈射系統(tǒng)，填補(bǔ)了該領(lǐng)域的空白。可以預(yù)見(jiàn)，在不久的將來(lái)，直升機(jī)救生系統(tǒng)的研制必將趨于完善。

當(dāng)前，戰(zhàn)機(jī)正從三代機(jī)向四代機(jī)（美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)）進(jìn)行過(guò)渡，而航空救生系統(tǒng)發(fā)展則相對(duì)滯后。現(xiàn)役和在研的幾種四代機(jī)依然采用第三代彈射座椅，難以滿足復(fù)雜飛行狀態(tài)下的航空救援，第四代彈射座椅的研制迫在眉睫。

實(shí)質(zhì)上，第四代彈射座椅是一個(gè)自動(dòng)飛行器，被稱為“飛機(jī)中的飛機(jī)”。由于關(guān)鍵技術(shù)尚未攻克，到現(xiàn)在仍未裝機(jī)服役。美國(guó)先后制定了MPES計(jì)劃、CREST計(jì)劃謀求彈射技術(shù)智能化，并取得了重大突破，早期試圖實(shí)現(xiàn)飛行智能導(dǎo)向的微波輻射技術(shù)也進(jìn)入實(shí)用階段。未來(lái)，第四代彈射座椅會(huì)成為兼顧飛行可控技術(shù)、自適救生能力、生命威脅邏輯控制的模塊化系統(tǒng)，智能化、人性化的新型彈射座椅將會(huì)擁有更多的用武之地。

雖然并非完美，但彈射座椅仍堪稱航空界最偉大的發(fā)明之一。據(jù)英國(guó)馬丁貝克公司統(tǒng)計(jì)：截止2014年，因該公司彈射座椅獲救的飛行員逾7000人。自彈射座椅問(wèn)世以來(lái)，飛行員的傷亡率在大幅度下降，不得不說(shuō)：彈射座椅功不可沒(méi)。

2016年11月27日《解放軍報(bào)》