武裝直升機(jī)飛行員救生技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

武裝直升機(jī)飛行員救生技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

毋偉剛 李云崗 周富民

本文分析了武裝直升機(jī)乘員防護(hù)救生的特點(diǎn)，介紹了棄機(jī)救生的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)。同時(shí)，對(duì)我國武裝直升機(jī)飛行員防護(hù)救生裝備的發(fā)展提出了設(shè)想。

武裝直升機(jī)；飛行員； 救生技術(shù)

在擁有全世界50%的軍用直升機(jī)中，占相當(dāng)比例的武裝直升機(jī)，越來越受到世界各國的重視。武裝直升機(jī)，具有較高的機(jī)動(dòng)性，并逐步增大了有效載荷、速度和航程。在惡劣氣象和低能見度下的優(yōu)良性能，以及有效的先進(jìn)武器系統(tǒng)，加重了武裝直升機(jī)的軍事使命。由于直升機(jī)飛行速度慢、防護(hù)裝甲薄等先天的缺陷，尤其是起降過程中，機(jī)動(dòng)力幾乎喪失殆盡。為其安裝主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)（如紅外誘餌彈、主動(dòng)電子干擾等）顯然并不能有效地保證不被擊落。因而，直升機(jī)乘員救生的問題越來越不容忽視。

一、火箭牽引離機(jī)乘員救生途徑

牽引火箭通過牽引繩(約3米長)與飛行員背帶系統(tǒng)相連，在火箭發(fā)射后2秒內(nèi)，由火藥機(jī)構(gòu)打開安全帶，使人與座椅組件分離，再打開救生傘降落著陸。在空中如能利用火箭牽引救生，比起跳傘來可為飛行員爭取較充裕的時(shí)間和較寬的限制條件。這種離機(jī)的特點(diǎn)是：體積小，出口面積小，過載小。因?yàn)闋恳K吸收火箭沖擊力，并把它通過背帶系統(tǒng)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(jī)上，最大的難題就是向上彈射后會(huì)與直升機(jī)的旋翼碰撞。因此，解決與旋翼相碰撞的問題是直升機(jī)實(shí)現(xiàn)彈射救生的前提。

火箭牽引離機(jī)的主要關(guān)鍵部件是牽引火箭。如一種牽引火箭的重量為9.5kg，燃燒時(shí)間為0.57s，總沖為4.45kN·s，最大牽引過載為12g。這種方案的主要特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、占空間小、穩(wěn)定性好，具有零高度、零速度的應(yīng)急救生能力，最大適用速度為650km／h。

牽引方式主要有兩種：一種是向上牽引，一種是側(cè)向牽引。向上牽引主要是要清理出艙通道，出艙牽引出口并不難開，由于要切除或炸掉旋翼槳葉，這個(gè)直升機(jī)的命根子，所以，人們多持保守的態(tài)度。側(cè)向牽引是人們力圖避開旋轉(zhuǎn)的槳葉，從直升機(jī)側(cè)艙門(不另辟牽引出口)將乘員從機(jī)內(nèi)拉出，但所顧慮的是應(yīng)急時(shí)直升機(jī)的飛升高度和飛升姿態(tài)不如人意。

二、直升機(jī)整體和救生艙式乘員救生途徑

（1）整體回收 即在應(yīng)急時(shí)，先用炸藥炸掉旋翼、發(fā)動(dòng)機(jī)、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(jī)上乘員乘坐回收艙安全降落。為減輕著陸沖擊，回收艙底部裝有緩沖裝置。

這種救生方法，適用于乘員人數(shù)比較多的運(yùn)輸型直升機(jī)或行政專機(jī)。

（2）降落傘吊艙 又叫救生艙，早已用于宇宙飛船回收等方面，是一項(xiàng)成熟的應(yīng)急救生技術(shù)。武裝直升機(jī)救生艙，是利用乘員艙，在應(yīng)急時(shí)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(tǒng)的重量，并兼顧乘員生的安全高度和減少著陸時(shí)的沖擊力，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(diǎn)火，產(chǎn)生相反方向的推力，達(dá)到安全著陸的目的。

該方案同樣存在人們對(duì)解除旋翼槳葉和多余重量部分的顧慮。但這些問題并未影響對(duì)于該方案的研究工作。救生艙方案自60年代中期開始研究，但未正式交付使用。它可能會(huì)成為未來直升機(jī)的救生方案。美國有關(guān)專家預(yù)言：救生艙技術(shù)將在2l世紀(jì)得到廣泛應(yīng)用。

三、彈射離機(jī)乘員救生途徑

彈射離機(jī)乘員救生方案在固定翼作戰(zhàn)飛機(jī)方面積累了很多成功的經(jīng)驗(yàn)。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(jīng)發(fā)展了4代彈射座椅，是目前正在使用的一項(xiàng)成熟技術(shù)。在探索武裝直升機(jī)離機(jī)乘員救生途徑的研究中，彈射離機(jī)乘員救生技術(shù)的成熟技術(shù)，一直受到人們的重視。

經(jīng)過多年的研究，敢于打破思維牢籠的俄羅斯卡莫夫設(shè)計(jì)局的專家們已在卡-50雙旋翼武裝直升機(jī)上采用了空中向上火箭牽引(彈射)開傘救生方案。這套系統(tǒng)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(dāng)遇到緊急情況時(shí)，飛行員拉動(dòng)座椅下部的兩個(gè)手柄，先引爆槳葉根部的爆炸螺栓，使頂部的六片槳葉分離機(jī)體，同時(shí)將飛行員四肢收攏并拋掉座艙頂蓋。然后座椅上方的火箭彈射器點(diǎn)火，在火箭下部有一根與飛行員相連的繩索，借助火箭向上彈射的拉力將飛行員連同直升機(jī)椅背拉出座艙，同時(shí)人椅分離(座椅留在座艙內(nèi))在上升到一定高度后，救生傘自動(dòng)張開，飛行員安全落地。這是一種主動(dòng)式的救生方式，它運(yùn)用了火箭牽引技術(shù)，同時(shí)又具備彈射座椅的性質(zhì)。據(jù)稱，這套裝置從飛行員啟動(dòng)彈射手柄開始到救生傘張開，總共費(fèi)時(shí)約2.5秒。

四、棄機(jī)后的救生

由于棄機(jī)后的飛行員要面臨降落地點(diǎn)的不同等一些情況。因此，他們還要經(jīng)歷考驗(yàn)，等待營救。主要可以分為高原寒區(qū)救生、水上救生、沙漠救生和森林救生。這些都是我們要進(jìn)行的也必須進(jìn)行的，為了更好的救生各國都為飛行員配備最好的防護(hù)裝備。

1、俄羅斯武裝直升機(jī)乘員防護(hù)救生裝備

俄羅斯雙座武裝直升機(jī)乘員防護(hù)救生主要裝備有：帶瞄準(zhǔn)具的保護(hù)頭盔、救生防彈背心、座椅、應(yīng)急物品箱(含充氣救生船)、滅火器及氧氣系統(tǒng)等?？ā?0直升機(jī)的主要裝備與上類同，但應(yīng)急離機(jī)采用火箭牽引方式。

2、美國陸軍航空兵乘員防護(hù)救生裝備

美國陸軍乘員防護(hù)救生裝備的發(fā)展規(guī)劃由陸軍的產(chǎn)品管理辦公室負(fù)責(zé)。主要裝備有如下幾種：

(1) M43乘員防化面罩 該面罩是應(yīng)陸軍要求專門設(shè)計(jì)的，最初用于AH—64直升機(jī)飛行員，能同頭盔顯示器配套，后擴(kuò)大到所有陸軍飛行員使用，并在不斷改進(jìn)。

(2) 輕型鼓風(fēng)機(jī) 它與M43／M43A防化面罩配套，能固定在飛行員身上，靠自帶電池工作，保證8小時(shí)防護(hù)要求，并有助于消除鏡片上的霧氣。

(3) 綜合頭盔 該頭盔定型后將取代目前使用的SPH—4／4B頭盔。它有防彈、頭部通風(fēng)、激光及核閃光防護(hù)能力，能與夜視鏡、瞄準(zhǔn)具、MBU—12／P氧氣面罩相配。

(4) 人體約束氣囊 氣囊采用被動(dòng)約束原理，使用前折于肩帶上的口袋內(nèi)，由全方位的過載傳感器啟動(dòng)后，45毫秒內(nèi)充氣，將飛行員背部緊貼座椅，使其不至于碰撞座艙內(nèi)有危險(xiǎn)的凸出物。

(5) 冷卻設(shè)備 試驗(yàn)表明，座艙內(nèi)溫度一旦超過29.5攝氏度，熱負(fù)荷迅速增加，致使飛行員工作效能明顯下降。為此，正在研制冷卻裝備為穿在防化服里面的背心提供過濾的冷卻空氣。

(6) 氧氣系統(tǒng) 由于高空探索、營救及執(zhí)行特殊任務(wù)要求，諸如UH—1、UH—60及CH—47等陸軍直升機(jī)均配備了便攜式氧氣設(shè)備。

(7) 充氣救生船 SRU —37／P救生船由乘員隨身攜帶，應(yīng)急離機(jī)著水后，由二氧化碳?xì)馄坎糠殖錃?，待船穩(wěn)定后，用嘴吹氣至足夠壓力。

(8) 組合救生包 老式救生包已使用20余年，新救生包主要增加了一套反滲海水淡化裝置及新型遮篷。

結(jié)束語

展望未來，隨著科技的進(jìn)步、設(shè)計(jì)技術(shù)的提高，特別是大量輕質(zhì)、優(yōu)質(zhì)復(fù)合材料的出現(xiàn)和新型固定系統(tǒng)的研制與應(yīng)用，綜合優(yōu)化直升機(jī)救生方案是完全可能的。如果在未來的某一天，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展到了可以任意帶動(dòng)起飛重量時(shí)，救生技術(shù)就不會(huì)像現(xiàn)在這個(gè)樣子受制于重量的限制了，那時(shí)就可以使用兩種甚至幾種救生技術(shù)。

[1]郭小朝，劉寶善，范軍. 彈射座椅肩部慣性拉緊裝置自動(dòng)拉力適宜值的研究.中華航天醫(yī)學(xué)雜志. 2001(12)

[2]楊國甫.美國陸軍新一代頭盔.國際航空. 1992（12）

[3]陳德璞.現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的直升機(jī).國際航空. 1993（3）

[4]陸理.談?wù)勚鄙龣C(jī)救生技術(shù).世界直升機(jī)信息雜志.2002(1)

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.11.114

毋偉剛 陸軍航空兵學(xué)院機(jī)械系，機(jī)械專業(yè)。

李云崗 中國人民解放軍65529部隊(duì)裝備處，機(jī)械專業(yè)。