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探究:从飞豹事故看战机国产弹射座椅的发展

战斗机飞行员在飞行中发生特殊情况且飞机无法挽回时,跳伞是最后时刻迫不得已的选择。我在部队飞行时自己虽然没有被弹射过,但眼见战友们几次发生弃机跳伞情况。大多数都能成功将落地面,也有因跳伞高度太低,伞没有打开而牺牲的。1976年6月25日,我的好朋友在对地攻击训练时,由于急于追赶队形拉杆过猛,造成飞机低空飘摆失速,他企图改出失速,没有成功却因高度太低,弹射出座舱但伞没打开就坠地了。当时飞机的弹射系统还处于第一代,不具备火箭助推“零零”弹射救生能力,所以低空成功率很低。

一. 早期螺旋桨飞机飞行员空中逃生

记得1968年在航校飞初教六时,理论教员讲过,如果飞机失去控制可以跳伞,可怎么跳呢?等上了飞机,我们又问飞行教员,教员说“爬出来呀”。初教六没安装弹射座椅,飞行员上下飞机都要自己背着伞,座舱里的座位正好放下伞包,飞行员坐在伞上,坐好后要注意千万不要让飞机上的东西挂住伞包。座椅安全带要从肩膀伞带上面压下来再和腿带扣紧,绝对不能错,否则该弃机往外爬时就麻烦了。

初教六是低速飞机,想跳伞逃生先要拉开座舱盖(向后),再解开座椅安全带,由于风(气流)很大,要争取扶着前风挡站起来。据老飞行教员介绍,尽量压低身子向机翼方向滚下去,能滚落到机翼上最好,能避开垂直尾翼和水平尾翼的碰撞伤害。想必这是最原始的跳伞逃生方式了,初教六是非常安全的飞机,即使发动机停车,把飞机迫降下来也很容易,不到飞机着火或解体,还是不要爬出去跳伞逃生。

螺旋桨飞机在战斗过程中,被击伤击落,飞行员都是“爬出去”跳伞的,生死一线,必须冒险一式。第一次和第二次世界大战,经常成百上千架飞机空战,降落伞是飞行员的大救星,象德国、英国和苏联的王牌飞行员,都被数次击落(最多的被击落23次),有飞行员总结了爬出座舱的经验“把飞机扣过来一推”人就离开了座舱。但到二战中后期,随着飞机速度越来越大,像英国的“喷火”,美国的P-51“野马”、苏联的拉-9,速度都接近和超过500公里/小时,飞行员再往外爬就困难了。

二. 喷气式战斗机的弹射跳伞

1969年春,我初教六团训练结业,升入高教团学飞米格高级教练机。当时团里飞机是乌米格-15喷气教练机和米格-15比斯单座喷气式战斗机,其中比斯是用来放单飞用的。看到真正的钢铁飞机呼啸着飞过,震撼着每一个学员,都渴望早些进入它的座舱。记得最早的地面训练就是“弹射跳伞课”,弹射练习器就在保伞房空旷的车间内一角。什么是弹射练习器?就是一个座舱(没有盖)焊接固定在一组钢架上,座椅是可以上下移动的连在一个滑轨上。轨道向上并略微后仰,有90+20度左右。座椅底下有弹射弹(我们叫“炮弹”),可以连人带座椅“崩”到10几米高,顶点处有个堵头,使上升运动停止,还有一个逆向制动板,防止座椅下坠并把座椅连人挂在半空中。

跳伞教练员先为大家做示范,如何系紧安全带,如何保持弹射姿势,如何打开保险盖,如何握动弹射把手,如何… …。随着“砰”的一声巨响,教练员被一下弹上去,等硝烟散尽,发现教员坐在上面还在讲解注意事项呢。

从此我们认识了弹射座椅的厉害,每次进入飞机座舱,都会看看座椅扶手上那醒目的弹射手柄和保险,它们都是鲜红的颜色,提醒飞行员“小心点”不要碰它。每个战斗机飞行员在他的飞行生涯中,一直和弹射座椅作伴,每次巡航它都在默默保护着飞行员最后的安全。同时它又是危险的“伙伴”,稍有不慎就引发事故。国内外都发生过有人误动“弹射手柄”,被弹上天摔死(只有“零-零”火箭弹射座椅可免一死)。

后来无论在航校还是在部队,每年都有弹射练习器训练,恢复并强化应急跳伞动作要领,从师长到飞行员都要练。不怕一万就怕万一,空中弹射跳伞与地面不同,争分夺秒情况紧急,必须养成快速精确地弹射前准备动作,否则就会发生更大的意外。据统计在抗美援朝空战中,由于志愿军飞行员经验不足,一些人在弹射前,没有收回腿,被座舱盖切断双腿,虽安全落地却因失血过多牺牲。还有人没挺胸收腹憋住气,结果突然出现的弹射过载,损坏了自己的腰背。

三. 我国航空弹射座椅的发展及划代

空军航空博物馆展出了我国战斗机使用的许多弹射座椅,虽然看的人不多,但对老飞行员来说倍感亲切。从2009年新馆开展开始,本人多次参观并拍下不少照片,加上搜集的一些资料,整理后给大家一些关于战斗机另一侧面的知识。

(一)国产第一代弹射座椅(上世纪50—60年代仿制)

我国弹射座椅的研制是随着战斗机仿制开始的,最早分布在各个飞机制造厂。在上世纪50年代,首先在沈阳112厂配套米格-15、歼-5、歼-6飞机研制了不同型号的弹射座椅,其中歼-6飞机的可在最大平飞速度850公里/小时安全弹射。西安172厂在60年代配套轰六飞机研制了向上和向下弹射离机两种座椅。到1964年,航空第601所配套歼-7飞机研制了“CK”型带离式弹射座椅,它是我国第一个可超音速飞行条件实现下弹射逃生的座椅系统(最大平飞弹射速度1100公里/小时,最低平飞弹射高度110米)。第一代弹射座舱工作原理基本类似“炮弹”式的火药弹射筒,属于“爆炸式”推动座椅离开飞机,业内称其为“弹道式”弹射座椅。

在歼-6之前的飞机,由于飞行速度并不太大,多采用双手握动弹射扳手的弹射,对飞行员脸部基本没有保护,飞行员都靠飞行帽上的护目镜遮住眼睛,抵御强大的气流,鼻口则靠氧气面罩保护。

这里专门介绍一下歼-7飞机那套复杂的“CK”带离式弹射座椅。许多早期歼-7飞行员对此套系统可唯“谈虎色变”之极。大家可能有印象,以前老歼-7的座舱盖是向前整体打开的(座舱没有前风挡)。

让老卡把弹射过程分解成“慢动作”看看有多复杂:当飞行员弹射离机时,(1)首先屁股底下的“炮弹”炸响(后来增加了助推火箭),使整个座椅上移,座舱盖尾部随同座椅同移,同时座舱盖前端爆炸螺栓解脱前点;(2)座椅升到一定高度,整个座舱盖扣到飞行员脚上,与座椅形成一个玻璃整体保护飞行员全身;(3)座椅离开飞机后,座舱与座舱盖之间的几个爆炸螺栓再次爆破,炸开座舱与座舱盖的联系,座舱盖分离;(4)抛离座椅机构工作,飞行员离开座椅;(5)抛出引导伞打开降落伞,飞行员操纵伞降落。苏联原来的设计是想让米格-21飞行员在超音速条件下安全逃生,从保护角度考虑较多。但实际应用过程中却成功率低下,过于繁复的环节,稍有问题就造成失败。记得70年代初,东北某师一名歼-7飞行员,在弹射跳伞时发生故障,座舱盖不能自动分离。飞行员使出浑身解数,按手动程序,从6000米掉到2000米才解脱出来,又通过手动分离座椅,结果在伞打开瞬间,座椅离得太近重重砸在腰上,人虽得救却永远不能站起来了,后辈子只能坐着轮椅度过。

(二) 国产第二代弹射座椅(1970年—2001年定型)

从1973年开始,弹射座椅全部转由专业研究所研制生产,航空第601所先后负责歼-6系列、歼-8系列;航空第610所先后负责强-5系列、歼-7系列、歼-8II系列、歼轰-7系列、歼教-8系列、K-8系列等。国产弹射座椅研制水平逐渐接近国际先进水平。第二代弹射座椅的标志是实现“火箭弹射”方式,使得国产弹射座椅第一次实现零高度(水平)弹射,并被命名为“HTY-1”型火箭弹射座椅。“HTY”表示“火箭、弹射、座椅”三个字的缩写。

1. 国产首个火箭弹射座椅HTY-1型

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1-03 上图为国产首个火箭弹射HTY-1型座椅,。于1970年1月开始研制,1973年11月完成定型。分别由112厂、162厂、320厂生产,分别装配在歼-6系列和强-5系列飞机上。具体数据:弹射高度(零—飞机升限);平飞弹射速度(250—850公里/小时)。零高度弹射成功的意义:当飞机临近地面发生故障或起飞降落失败,都能保证飞行员有效逃生。

2. HTY-2型火箭弹射座椅

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2-02 上图为HTY-2型火箭弹射座椅。它的研制成功具有重要意义,彻底改变歼-7飞机繁复的“CK”带离式抛盖弹射系统,使飞行员不再对弹射跳伞恐惧。它配套装配在后续的歼-7系列飞机上(包括:歼-7、歼-7I、歼-7B、歼-7E、歼-7H、歼-7M、歼教-7)。该座椅由132厂于1974年开始研制,1979年8月定型;基本数据:弹射高度(零—飞机升限);平飞弹射速度(250—850公里/小时)。

3. HTY-3型火箭弹射座椅

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3-03 上图为HTY-3型火箭弹射座椅。该座椅原为航空601所于1967年4月开始研制,到1973年转为航空610所继续进行,到1979年12月完成设计定型,1984年7月生产定型。主要装备:歼-8、歼-8I、歼侦-8飞机。基本数据:弹射高度(零—飞机升限);平飞弹射速度(250—850公里/小时);该伞采用新型“3稳定”伞系统的新式“救生-11”伞。

4. HTY-4型火箭弹射座椅

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4-02上图为HTY-4型火箭弹射座椅。由航空610所研制,该座椅共有三个型号。

(1)HTY-4基本型:用于歼-7III、歼-7C、歼-7D飞机,于1980年6月开始研制,1984年12月定型。

(2)HTY-4A型:用于歼-8II、歼-8B、歼-8D飞机,于1980年开始研制,1989年定型。

(3)HTY-4B型:用于歼轰-7飞机,于1985年开始研制,1995年11月定型。

各型号数据基本相同:弹射高度(零—飞机升限);平飞弹射速度(0—1000公里/小时)。

5. HTY-7型火箭弹射座椅

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7-03上图为HTY-7型火箭弹射座椅。由航空610所研制,该座椅共有三个型号。

(1)HTY-7基本型:用于教-8飞机,于1992年开始研制,已经用于飞机试飞。是国内首次采用穿盖弹射技术座椅,大大简化了弹射程序,增加了可靠性,简化提高使用维护性,同时进一步改善了“零-零”弹射救生性能。

(2)HTY-7A型:用于K-8教练机,于1997年7月开始研制,已经用于飞机批量生产并装备部队。该座椅首次采用先进的电脑指令弹射系统,能可靠协调指挥前后舱两座椅的弹射工作。

(3)HTY-7B型:用于新强-5J飞机,于2003年8月开始研制,已经用于飞机批量生产并装备部队。该座椅是国内首次执行美国军用标准研制,采取用“破盖枪”击穿较厚座舱玻璃的新技术,减轻系统结构重量,增加火箭上举效率,提高“零-零”救生能力。

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7-02a 上图为HTY-7型座椅破盖弹射试验中。

(三) 国产第三代弹射座椅(2003年—现在)

据内行介绍,第三代座椅的特征表现在弹射装置的智能化控制和更强大的火箭推送能力。其代表是歼-10座椅、枭龙座椅和歼-11座椅。由于给部分飞机预留了编号或研制周期较长,第二代与第三代座椅编号有顺序交叉。

1. 歼-10飞机HTY-5A型火箭弹射座椅

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5-02 上图为专为歼-10飞机研制的HTY-5A型火箭弹射座椅。HTY-5共有三种型号

(1)HTY-5基本型:用于歼教-8改型飞机,由航空610所于1989年4月开始研制,2003年定型,现已装备部队。该座椅采用多项新技术,如座椅状态控制、出舱稳定装置并首次增加椅背火箭等

(2)HTY-5A型:用于歼-10飞机,由航空601所于1998年4月开始研制,现已量产装备部队。由于该座椅属于较高保密级别,不便透露更多细节。

(3)HTY-5B型:用于枭龙飞机,由601所研制,2003年与飞机首飞同时定型,现已选装巴基斯坦空军的FC-1飞机上。该座椅解决了几项关键救生技术,使飞行员使用舒适方便。

2. HTY-6型火箭座椅

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6-02a 上图为HTY-6型火箭座椅。由航空601所研制,共有7种型号。该型座椅采用先进的双态稳定程序控制,并首次按国际通用性设计,适应国产多种机型配备,是我国最可靠的弹射救生座椅。

(1)HTY-6基本型:用于歼-8III、歼-8F飞机,于1990年开始研制,2003年3月定型。该座椅首次采用双状态程序控制器,缩短了开伞时间,改善了低空不利姿态下的救生系统。

(2)HTY-6A型:用于歼-7E、歼-7G飞机,于2000年开始研制,2001年1月定型。该座椅首次实现国产主战机型弹射座椅的通用化。

(3)HTY-6B型:用于歼轰-7A型飞机,于2000年3月开始研制,2002年1月定型。该座椅符合前后舱双座椅程序控制。

(4)HTY-6C型:用于歼-7MG型飞机,于1994年4月开始研制,2001年定型。该座椅在-6基本型基础上,实现该型号穿盖弹射。

(5)HTY-6D型:用于教-9型飞机,于2001年12月开始研制,2003年12月定型。该座椅实现前后座椅凭一套指令系统协调。

(6)HTY-6E型:用于歼教-7出口型飞机,于2003年开始研制,2005年12月定型。该座椅在国内首创采用弹射轨迹发散技术和组合式火箭包点火技术等。

(7)HTY-6F型:用于轰-6K型飞机,于2004年8月开始研制,现已装备部队。该机三台座椅由一套指令系统控制,成功解决三个座椅弹射出舱后,其空间轨迹可能发生的干扰。

(8)HTY-6G型:用于L-15“山鹰”型教练机,于2004年3月开始研制,已完成试飞定型。增加了座椅坐高调整范围(适应不同身高飞行员使用),弹射火箭筒采用滑块组件,提高可靠性。

3. HTY-8型火箭弹射座椅

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8-02 上图为HTY-8型火箭弹射座椅,用于歼-11B型飞机。由航空610所根据俄罗斯K-36系列火箭弹射座椅技术生产,2007年12月完成定型,现已装备部队。该型座椅是我国目前性能包线最大的,其弹射高度跨度最大(零—25000米);使用速度范围最大(零—1400gl/小时),属于世界最先进的弹射座椅之一。

四. 后记

60多年来,我军战斗机先后装备了三代弹射座椅。目前我国的弹射座椅技术已达世界先进水平,是少数能独立研制生产三代弹射座椅的国家,跻身与英、美、俄三国并列的先进国家。另外,每代座椅启动弹射“点火”方法都不一样,最后介绍一下不同型号弹射座椅的不同“点火”方式“趣谈”作为结束语。

1. 第一代座椅是由飞行员双手握住座椅扶手,先推开保险开关,再用力握合;握下第一档抛掉座舱盖,第二档“点着炮弹”,座椅弹射离开飞机。

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1-05 上图为强-5飞机第一代弹射座椅,清晰可见座椅两侧扶手上的弹射手柄(红色)其中左侧红球状开关为“保险”。

2. 第二代早期座椅则改进为“拉面罩”,就是在飞行员头顶(座椅顶端),有一个面罩把手,需要弹射时,双手并拢上举同时抓住面罩“拉环”,使劲向下拉,第一档将面罩(一块布)拉到脸部(起保护面部作用)抛掉座舱盖,然后继续拉到第二档(很短),启动“点火”机构,炮弹/火箭推动座椅离开飞机。

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1-07 上图为歼-6飞机第二代HTY-1型早期火箭弹射座椅,其座椅顶部清晰可见环状“面罩手柄”(红色)

3. 第二代后期火箭弹射座椅又改回两侧手柄握把式。

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4-10 上图为早期歼轰-7“飞豹”飞机使用的HTY-4B型火箭弹射座椅,座椅扶手上的红色把手为“弹射手柄”。另外请看座椅底部蓝色管状物体为火箭药筒。

4. 第三代座椅的“点火” 手柄(拉环)则改到了飞行员座椅的两腿之间,只需向上一拔,靠火箭强大推力击碎座舱盖离开飞机。目前世界先进战机都采取此种方式启动弹射。

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5-04 上图为歼-10飞机HTY-5型火箭座椅的“点火”手柄,已经改在座椅中间。

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7-05 上图为新强-5J飞机的第三代HTY-7B型火箭弹射座椅,“点火”手柄,也改在座椅中间。

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7-11 上图为新强-5J飞机的HTY-7B型火箭弹射座椅,请注意,座椅顶部有两块直立的钢板(学名叫“破盖枪”有红缨枪头的意思),用于击碎座舱盖玻璃。

贴文很长了,谢谢收看。

说明:

1. 全部照片拍于空军《航空博物馆》综合馆二层“航空救生防护装备”展区,均为首次上传;

2. 相机:SONY DSC H7;拍摄时间:较清晰的图片照片(拍于2009年11月19日),清晰度较差的座椅特写照片(拍于2011年11月19日)。

[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]
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