【簡介：】我是一名專業(yè)航空工作者，你喜歡航空我很高興，介于你的文化程度你可以去看一下知識普及型的雜志《航空知識》上面深入淺出地介紹了航空航天知識，祝學(xué)習(xí)進(jìn)步
并列雙座軍用飛機是

我是一名專業(yè)航空工作者，你喜歡航空我很高興，介于你的文化程度你可以去看一下知識普及型的雜志《航空知識》上面深入淺出地介紹了航空航天知識，祝學(xué)習(xí)進(jìn)步

并列雙座軍用飛機是如何實現(xiàn)乘員彈射跳傘不互傷的

F-111的彈射方式非常特別，并不是單個飛行員彈射，而是整個并列座艙連同兩名飛行員一同彈射，座艙落地后兩名飛行員再爬出座艙等待營救，B-1轟炸機也采用分離救生艙。蘇-34艙內(nèi)有飛行員和領(lǐng)航員兩個K-36DM彈射座椅，并列布置。圖-160四名機組人員前后并列，每人都有單獨的彈射座椅。

　　彈射救生技術(shù)從上世紀(jì)中期開始應(yīng)用于軍機，到目前為止已發(fā)展有四代產(chǎn)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(tài)條件下的救生問題，延展座椅對飛行員的適用范圍，一直是人們不斷追求的目標(biāo)，而新技術(shù)的出現(xiàn)為此創(chuàng)造了條件
　　第一代彈射座椅
　　彈射座椅發(fā)展的第一階段大約從20世紀(jì)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，然后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(yīng)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(gòu)離機的初始速度，研制了多級套筒或多彈式彈射機構(gòu)，為挽救飛行員做出了貢獻(xiàn)。
　　在其他國家，如前蘇聯(lián)的米高揚飛機設(shè)計局也設(shè)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(dá)到1200千米/小時。
　　第二代彈射座椅
　　彈射座椅發(fā)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。它的主要特征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(gòu)作用下把人椅系統(tǒng)推出座艙后，再由火箭繼續(xù)推動人椅系統(tǒng)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，并可以在更高的飛機飛行速度（1100千米/小時）下應(yīng)急彈射離機。
　　美國塔利（Talleg）公司把彈射機構(gòu)和火箭發(fā)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·貝克公司采用了另一種組合形式，把火箭發(fā)動機和彈射機構(gòu)分開安裝，彈射機構(gòu)保持原來的位置和形式，而把火箭包設(shè)計成多管并列的扁平組合體，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(xiàn)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制的X-15敞開式彈射座椅，利用向前伸出的激波桿，把正沖波變成為斜沖波，以減小作用于人椅系統(tǒng)上的壓力?？稍?3. 6千米、 M=4.0以及在0高度，167千米/小時的平飛狀態(tài)下安全救生。又如,美國洛克希德·馬丁公司研制的SR-71彈射座椅曾在23774米的高空，在M數(shù)大于3.0時，拯救過飛行員。這種座椅在改裝后曾用于美國哥倫比亞號航天飛機試飛員的應(yīng)急救生設(shè)備。
　　另一類的超音速救生設(shè)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轟炸機研制的密閉式彈射座椅最為成功，而分離救生艙以麥道公司研制的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(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，密閉式彈射座椅的救生成功率低于敞開式彈射座椅，而分離救生艙的救生成功率與敞開式彈射座椅大體相當(dāng)，但由于這兩種救生設(shè)備的重量大（例如，B-1轟炸機采用分離救生艙與采用敞開式彈射座椅相比，飛機重量增加2268千克），成本和維護(hù)費用大，因而未得到廣泛應(yīng)用。
　　第三代彈射座椅
　　彈射座椅發(fā)展的第三階段大約從60年代中期開始一直持續(xù)到今天，屬于多態(tài)彈射座椅的發(fā)展時期，其主要特點是采用了速度傳感器（電子式/機械式），根據(jù)應(yīng)急離機的飛行速度的不同，救生程序執(zhí)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(tài)下的救生成功率。國外現(xiàn)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(chǎn)聯(lián)合體于60年代中期研制成功的第三代彈射座椅，目前已生產(chǎn)12000多臺，并形成了獨聯(lián)體各國的通用化系列座椅，其突出特點是穩(wěn)定性和高速性能。根據(jù)俄羅斯資料報道，在飛行高度為1000米，當(dāng)量空速為1350千米/小時的條件下，飛行員仍能應(yīng)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(fā)動機故障造成飛機失速，在極其不利的條件下，飛行員應(yīng)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(jì)90年代初期，俄羅斯星星聯(lián)合體在K-36的基礎(chǔ)上研制出了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(tài)條件下的救生性能有了很大的改進(jìn)。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(jìn)之處是：采用了電子程控技術(shù)，可控推力技術(shù)，火箭發(fā)動機倒飛切斷技術(shù)，橫滾姿態(tài)控制技術(shù)，使K-36Д-3.5初步具備了第四代彈射座椅一些特征，目前已裝機服役（如蘇-30，蘇-37），并參與了美國JSF飛機的競標(biāo)。
　　ACESⅡ是麥道公司于20世紀(jì)70年代末研制成功的第三代彈射座椅，目前已生產(chǎn)10000多臺，成為美國空軍的系列化座椅。該座椅裝機服役以來，經(jīng)過不斷改進(jìn)，性能有所提高。
　　在越南戰(zhàn)爭期間，美國為了減少飛行員應(yīng)急跳傘后被越南軍隊俘虜?shù)奈ｋU，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(tǒng)（PARD）以及空中回收系統(tǒng)等，后來，由于越南戰(zhàn)爭結(jié)束，這些方案未得到實際應(yīng)用。
　　NACES（MK-14）是英國馬丁·貝克公司為美國海軍研制的通用化座椅。裝機服役后，便開始了PI（預(yù)規(guī)劃產(chǎn)品改進(jìn)）計劃，該計劃的第三階段計劃利用第四代彈射座椅的技術(shù)，使NACES具備第四代彈射救生座椅的基本特征。
　　MK-16系列座椅是英國馬丁·貝克公司于20世紀(jì)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(gòu)與座椅骨架為一體化設(shè)計，不僅重量輕，而且結(jié)構(gòu)緊湊，電子程控器既能感受離機后的信息，也可以與飛機數(shù)據(jù)總線相接，感受飛機的各種信息，以實現(xiàn)自動彈射離機。目前已裝機服役EF-2000，法國陣風(fēng)，美國JSF（F-35）等機種。
　　第四代彈射座椅
　　第四階段彈射座椅的發(fā)展實際始于70年代末期，因而與第三階段的后期相互交織在一起，平行地向前發(fā)展。它的主要特點是實現(xiàn)人椅系統(tǒng)離機后的姿態(tài)控制，其關(guān)鍵技術(shù)是可控推力技術(shù)和飛行控制技術(shù)。
　　第四代彈射座椅實質(zhì)上是一個自動飛行器，主要解決高速彈射救生和不利姿態(tài)下的救生問題。由于第四代彈射座椅的關(guān)鍵技術(shù)風(fēng)險性很大，雖然經(jīng)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(shù)的驗證計劃等），取得了很大進(jìn)展，但至今尚未裝機服役。
　　20世紀(jì)70年代末，美國的第三代彈射座椅ACESⅡ裝機服役之后，便開始了第四代彈射座椅的研制工作，稱它為最高性能彈射座椅（MPES）計劃。該計劃采用了可改變推力方向的球形火箭發(fā)動機和微波輻射技術(shù)，感受天地之間的溫度差，指令改變推力方向，使座椅自動導(dǎo)向，其技術(shù)是先進(jìn)的，但是當(dāng)時的微波輻射技術(shù)還不夠成熟，風(fēng)險性太大，致使該計劃難以轉(zhuǎn)入型號研制。
　　1984年美國又開始了為期五年的乘員彈射救生技術(shù)（CREST）計劃，目標(biāo)更加先進(jìn)，其宗旨是研制出一些先進(jìn)技術(shù)，如高速氣流防護(hù)技術(shù)、可變推力（方向和大?。┘夹g(shù)、飛控技術(shù)、生命威脅邏輯控制技術(shù)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(jìn)動態(tài)模擬假人（ADAM）研制計劃。
　　CREST計劃基本上是成功的，部分關(guān)鍵技術(shù)（如滯流柵網(wǎng)等）已證明是成功的，為該計劃配套研制的試驗設(shè)備（如MASE、ADAM等）對以后的彈射救生技術(shù)發(fā)展將有很大的推動作用。但是，CREST計劃的核心技術(shù)（變推力大小和方向的可控推力技術(shù)和飛行控制技術(shù)）還不夠成熟，技術(shù)上的風(fēng)險太大使CREST計劃沒能轉(zhuǎn)入工程研制。
　　為了解決CREST計劃出現(xiàn)的問題，美國于1993年又開始了第四代彈射救生技術(shù)驗證計劃。該計劃重點解決可控推力技術(shù)和飛行控制技術(shù)。經(jīng)過地面10次火箭滑車驗證試驗，證明針?biāo)ㄊ娇煽赝屏夹g(shù)和慣性導(dǎo)航飛控技術(shù)是可行的，目前已具備轉(zhuǎn)入型號研制的水平。
　　ACESⅡ和NACES座椅的PI計劃將采用第四代彈射救生技術(shù)驗證計劃已驗證的關(guān)鍵技術(shù)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(shù)的研究起步較晚,20世紀(jì)50年代到60年代末期,主要是生產(chǎn)前蘇聯(lián)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制,目前自行研制的第三代彈射座椅已裝機服役。
　　展望
　　加強第四代彈射救生技術(shù)的應(yīng)用
　　英、美等國現(xiàn)役彈射座椅的名義性能包線為：在平飛條件下，飛行高度0～15000米，飛行速度0～1100千米/小時，M≤2.5。而實際上,在速度高于550千米/小時彈射時，約有43%的彈射者死亡或受重傷，在速度高于千米/小時彈射時，約有69%的彈射者死亡或受重傷，迄今為止尚沒有1100千米/小時成功彈射的事例。俄羅斯K-36系列座椅的高速性能比英美等國的要好。
　　雖然和平時期高速彈射的概率較?。s1～2%）但在戰(zhàn)爭時期將會大大增加。顯然，這是一個不可忽視的問題，根據(jù)第四代飛機性能總體的要求，應(yīng)把下一代彈射座椅的性能包線擴大到1300～1400千米/小時，M≤3.0。
　　目前美軍標(biāo)MIL-S-9479和MIL-S-18471對彈射座椅在不利姿態(tài)條件下的救生性能要求，滿足不了第四代飛機（如F-22等）性能的要求，要求下一代的彈射救生座椅能夠在以下不利姿態(tài)條件下安全彈射救生：機動加速度：縱向分別為+9g和-3g；側(cè)向為±3g；機動速率/姿態(tài)：俯仰，偏航和橫滾速率大于360°/秒；在飛行速度830千米/小時時，有20°的偏航姿態(tài)。
　　同時，飛機的損壞，往往會更加惡化每次彈射時的狀態(tài)。對于艦載機，垂直短距離起落（VSTOL）的飛機，上述環(huán)境還會進(jìn)一步惡化。
　　現(xiàn)役彈射座椅的另一個問題是飛行員的范圍不斷擴大?，F(xiàn)役彈射座椅是按第5～第95百分位飛行員進(jìn)行設(shè)計的。從目前發(fā)展趨勢來看，不但要把乘員的適用范圍擴大到第3～第98百分位，而且還要考慮到女性飛行員的范圍。例如，原來飛行員體重為60～90千克。目前有可能擴大到42～111千克，從而增加了彈射座椅的研制難度。
　　擴大乘員范圍不僅使人體重量范圍擴大，人體尺寸范圍增加，同時也使人體重心分布范圍和慣性矩范圍大大增加。另外女性飛行員對彈射加速度的耐限值比男性的要低。這些不利因素對彈射救生系統(tǒng)的研制提出了新的挑戰(zhàn)。
　　目前英美等國已開始對現(xiàn)役座椅NACES（MK14）和ACESⅡ進(jìn)行改進(jìn)工作。計劃把已驗證的第四代彈射救生技術(shù)工程化，使現(xiàn)役座椅具備第四代彈射座椅的基本性能，預(yù)計在5～10年內(nèi)可裝機服役。
　　采用新技術(shù)改進(jìn)座椅的性能
　　除了已驗證的第四代彈射救生技術(shù)外，還有一些先進(jìn)技術(shù)即將用于彈射座椅的研制，例如，脊椎預(yù)加載彈射機構(gòu)、激光和光纖技術(shù)、微波輻射技術(shù)、系統(tǒng)仿真技術(shù)、計算流體動力學(xué)（CFD）技術(shù)、膠質(zhì)推進(jìn)劑等。
　　美國LME公司研制的脊椎預(yù)加載彈射機構(gòu)縱向分別為+9g和-3g；側(cè)向為±3g的機動飛行條件下，可滿足42～111千克裸重乘員范圍的安全彈射要求。
　　膠質(zhì)推進(jìn)劑和針?biāo)┦焦腆w推進(jìn)劑火箭發(fā)動機都是為第四代彈射救生技術(shù)驗證計劃而研制的。
　　兩種方案都可滿足第四代彈射座椅的可控推力的要求，后來由于傳統(tǒng)習(xí)慣于使用固體推進(jìn)劑，而最終選取了針?biāo)┦交鸺l(fā)動機方案。但是膠質(zhì)推進(jìn)劑與固體推進(jìn)劑相比，仍有不可替代的優(yōu)點，例如可利用高壓氣體使膠質(zhì)推進(jìn)劑液化后與氧化劑進(jìn)入噴管時產(chǎn)生自燃。總之膠質(zhì)推進(jìn)劑仍具有發(fā)展的潛力。
　　20多年前美國的MPES（最高性能彈射座椅）計劃曾利用微波輻射技術(shù)改變推力方向，由于當(dāng)時該技術(shù)還不成熟，因而未進(jìn)入工程研制。
　　隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，這項技術(shù)已達(dá)到了實用階段。美國開始探討把這項技術(shù)用于彈射座椅的可能性。這是一項無源姿態(tài)信號技術(shù)，其優(yōu)點是不需要發(fā)射機，減少了一些零部件，增加了可靠性，降低了成本，可在任何高度上工作。
　　目前國外正在研究把激光和光纖技術(shù)用于彈射座椅信號傳輸系統(tǒng)的可能性，并取得了很大的進(jìn)展。激光和光纖信號傳輸系統(tǒng)重量輕，性能裕度大，有現(xiàn)成的商品可供選用，而不需要投資研制新激光和光纖產(chǎn)品。
　　為縮短研制經(jīng)費，減少試驗次數(shù)，彈射救生系統(tǒng)的研制已開始采用系統(tǒng)仿真技術(shù)和計算流體動力學(xué)（CFD）技術(shù)。
　　其他方面的新技術(shù)還有新材料（如復(fù)合材料、高強度的特紡材料等），新工藝等。這些新技術(shù)、新材料、新工藝的應(yīng)用，將進(jìn)一步推動彈射救生技術(shù)的發(fā)展。
　　降低研制成本，提高彈射座椅的可采購性
　　為使彈射座椅裝機服役后不僅要有用、好用，而且要能用得起，需注重產(chǎn)品的可采購性研究。英國馬丁·貝克公司研制的座椅先進(jìn)程控器稱已經(jīng)利用了商用貨架產(chǎn)品，降低了成本。美國為ACESⅡ改進(jìn)方案研制的多軸姿態(tài)控制裝置（MAXPAC）也采用了這一方案。
　　美國彈射座椅通用規(guī)范MIL-PRE-9479D（1996年版）對環(huán)境試驗方法和金屬零件的工藝處理要求已不再強調(diào)應(yīng)用原先的軍用標(biāo)準(zhǔn)，而引用了美國航空無線電技術(shù)委員會（RTCA），美國機動車工程委員會（SAE），美國材料與試驗協(xié)會（ASTM）的通用要求。在不降低彈射座椅產(chǎn)品質(zhì)量的同時，使之溶入商業(yè)產(chǎn)品的市場經(jīng)濟中，進(jìn)一步降低研制和生產(chǎn)成本。
　　擴大彈射救生技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域
　　以前的彈射救生技術(shù)主要用于高速飛行的軍用固定翼飛機，隨著彈射救生技術(shù)不斷的發(fā)展，預(yù)計今后將向武裝直升機、民用飛機以及載人航天飛行器等領(lǐng)域發(fā)展。
　　伊拉克戰(zhàn)爭表明武裝直升機的作用越來越重要，但其救生成功率不能令人滿意，目前僅靠適墜座椅難以滿足直升機救生的要求。
　　俄羅斯卡-50武裝直升機已裝備了牽引火箭式彈射救生系統(tǒng)。預(yù)計今后將加大研制直升機救生系統(tǒng)的力度。
　　20世紀(jì)70年代末，英美等國曾為民用飛機的救生問題設(shè)想了很多方案，例如分離救生艙、牽引火箭座椅、飛機整體回收等。由于當(dāng)時的技術(shù)還不夠成熟，再加上這些方案對飛機的性能、重量、成本等影響太大，這些方案難以工程化。
　　隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，民用飛機的救生問題將會得到逐步解決，可以預(yù)計，小型民用公務(wù)機的整體回收或分離救生艙方案將有希望得到實際應(yīng)用。
　　自從1961年前蘇聯(lián)首次實現(xiàn)載人航天飛行以來，航天救生便提到了議事日程。
　　1986年1月28日挑戰(zhàn)號航天飛機失事后，航天救生的問題曾一度引起人們的高度重視，并提出了很多救生方案，如分離救生艙、密閉式彈射座椅、敞開式彈射座椅、牽引火箭式救生系統(tǒng)等，由于當(dāng)時服役的航天飛機不可能變動太大，所以最后選用了滑桿式救生方案，這種方案救生包線小，只適用于低速飛行狀態(tài)。
　　2003年2月1日哥倫比亞號航天飛機失事，造成了7人遇難，從而說明航天飛機的救生問題急待解決。預(yù)計，分離救生艙有希望成為下一代載人航天飛行器的救生裝置。
　　我國彈射救生技術(shù)經(jīng)過了幾十年的努力，已經(jīng)跨入了獨立研制彈射救生設(shè)備的行列，自行研制的第三代彈射座椅已裝機服役，并已開始第四代彈射救生技術(shù)的預(yù)研工作。但與國外先進(jìn)彈射救生技術(shù)相比還有很大差距。為了縮短與國外的差距，必須選準(zhǔn)突破口，加大投資強度，研制出具有我國知識產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)救生系統(tǒng)，以實現(xiàn)跨越式發(fā)展。