關(guān)于多座指令彈射系統(tǒng)的論述

張慧琰　路偉

摘 要：多座指令彈射系統(tǒng)主要以高溫高壓燃?xì)鉃檩d體進(jìn)行信號(hào)和能量的傳輸，實(shí)現(xiàn)飛行人員應(yīng)急彈射離機(jī)順序和時(shí)間的自動(dòng)控制。文章主要介紹了該系統(tǒng)的原理、功能、設(shè)計(jì)及相關(guān)試驗(yàn)，并探討了多座指令彈射系統(tǒng)的未來發(fā)展。

關(guān)鍵詞：多座指令彈射系統(tǒng);工作原理;試驗(yàn)及特點(diǎn)

彈射救生是飛機(jī)救生的設(shè)備之一，采用彈射座椅或分離座艙將駕駛員彈離飛行器進(jìn)行救生。通常，人們把飛行人員彈離飛行器這一動(dòng)作稱為彈射。飛機(jī)的彈射救生技術(shù)是為保障飛行人員生命安全而研發(fā)的，隨科技水平的發(fā)展而發(fā)展。在飛機(jī)出現(xiàn)緊急情況需要彈射時(shí)，各飛行人員離機(jī)的時(shí)間越短，操作程序越簡(jiǎn)單，救生成功率就越高。為了避免多座飛機(jī)座椅彈射出艙后在空中發(fā)生軌跡干擾，必須要控制飛行人員彈射出艙的先后順序，對(duì)于多座飛機(jī)的彈射順序和時(shí)間的控制要依靠指令彈射系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。

1 ? ?工作原理

當(dāng)空中發(fā)生險(xiǎn)情、駕駛員決定棄機(jī)逃生時(shí)，就會(huì)立即啟動(dòng)彈射跳傘手柄（拉環(huán)），幾乎在同一時(shí)刻，人體被約束定位在座椅上，彈射通道自動(dòng)清除，彈射彈點(diǎn)火將人椅彈出座艙后，座椅上的姿態(tài)控制系統(tǒng)開始工作，當(dāng)人椅減速到允許開傘的速度范圍內(nèi)或達(dá)到預(yù)定高度時(shí)，人體約束系統(tǒng)釋放，射傘槍射出（或穩(wěn)定減速傘拉出）救生傘，人員降落。

以殲7飛機(jī)為例，座椅彈射裝置利用火藥燃爆時(shí)產(chǎn)生的高壓氣體，將駕駛員連同座椅一起彈離飛機(jī)。彈射裝置主要由彈射器和彈射傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。彈射器的基本構(gòu)造分為內(nèi)、外筒，彈射彈裝在內(nèi)筒里，外筒固定在飛機(jī)上，內(nèi)筒與座椅相固定。平時(shí)內(nèi)筒與外筒由鋼珠鎖連成一體，座椅不能上下活動(dòng);滑軌使座椅不能前后、左右活動(dòng)和保持彈射時(shí)的確定方向。彈射時(shí)，駕駛員要操縱座椅上的彈射手柄，經(jīng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)，拉出打火臂，使撞針擊發(fā)彈射彈，于是火藥燃爆，產(chǎn)生高壓氣體，打開鋼珠鎖，將內(nèi)筒連同座椅和駕駛員一起彈離座艙。向上彈射時(shí)，為了避免與垂直尾翼相撞，座椅應(yīng)有足夠的初速度和必要的上升高度。然而由于彈射器的行程受座椅結(jié)構(gòu)的限制，要達(dá)到足夠的初速度和上升高度，駕駛員在彈射中就要承受很大的過載。所以對(duì)向上彈射裝置的總要求是：既要保證座椅彈出后的運(yùn)動(dòng)軌跡足夠高，又要使彈射過程中過載的大小和過載變化的急劇程度不超過人體所能承受的范圍。

2 ? ?系統(tǒng)方案的選擇

在制定指令彈射系統(tǒng)技術(shù)方案之前，應(yīng)先確定座艙蓋的拋放啟動(dòng)方式，不同的拋蓋啟動(dòng)方式對(duì)多座飛機(jī)彈射座椅的工作原理和指令彈射系統(tǒng)的工作原理均會(huì)產(chǎn)生重大影響。多座飛機(jī)的拋蓋啟動(dòng)方式可以有兩種選擇：一種是依靠指令彈射系統(tǒng)啟動(dòng)座艙蓋拋放系統(tǒng);另一種是依靠座椅彈射操縱系統(tǒng)啟動(dòng)座艙蓋拋放系統(tǒng)。殲7飛機(jī)是采用指令彈射系統(tǒng)啟動(dòng)艙蓋拋放系統(tǒng)的多座飛機(jī)，技術(shù)較成熟。座椅操縱系統(tǒng)啟動(dòng)艙蓋拋放程序的方式在單座飛機(jī)上應(yīng)用較多，多座飛機(jī)中只有Su-27雙座飛機(jī)采用。該方式需要在座椅上增加操縱系統(tǒng)與飛機(jī)的接口，Su-27雙座飛機(jī)的艙蓋為整體結(jié)構(gòu)，只需配備一套接口。對(duì)于艙蓋相互獨(dú)立的多座指令彈射系統(tǒng)，可單獨(dú)拋放，也可一起拋放。為減少先彈射座椅的火箭噴流對(duì)后彈射座椅的影響，艙蓋宜設(shè)計(jì)成單獨(dú)拋放的形式，利用座艙蓋對(duì)未彈射的飛行員進(jìn)行一定的保護(hù)。確定座艙蓋拋放啟動(dòng)方式和座艙蓋拋放順序后，在兼顧系統(tǒng)的復(fù)雜度、重量等要求的前提下，最后選擇多座指令彈射系統(tǒng)的方案。

3 ? ?研制試驗(yàn)

多座指令彈射系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研制過程中，需進(jìn)行3個(gè)階段的試驗(yàn)：首先，摸底試驗(yàn)，驗(yàn)證指令彈射系統(tǒng)原理的可行性;其次，指令彈射系統(tǒng)的鑒定試驗(yàn)，對(duì)指令彈射系統(tǒng)進(jìn)行鑒定，其試驗(yàn)件應(yīng)與飛機(jī)真實(shí)裝機(jī)狀態(tài)保持一致;最后，定型試驗(yàn)，最終考核系統(tǒng)原理的正確性和與相關(guān)系統(tǒng)匹配后的可靠性等指標(biāo)是否滿足救生性能指標(biāo)的要求。試驗(yàn)環(huán)境分為高溫（70 ℃）和低溫（﹣55 ℃）兩種，主要方法是通過傳感器對(duì)系統(tǒng)中各主要燃?xì)鈮毫c(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，記錄出燃?xì)鈮毫Ψ逯担≒max）、燃?xì)鈮毫εc時(shí)間關(guān)系曲線（P-T）、6 MPa壓力維持時(shí)間和各個(gè)駕駛員啟動(dòng)座椅時(shí)拋蓋的時(shí)間間隔。

此外，還需進(jìn)行應(yīng)急艙口蓋拋放系統(tǒng)鑒定試驗(yàn)及全系統(tǒng)火箭滑車試驗(yàn)，進(jìn)一步驗(yàn)證并考核指令彈射系統(tǒng)與座椅系統(tǒng)、拋放系統(tǒng)、艙口蓋密封系統(tǒng)、駕駛桿操縱系統(tǒng)、艙口蓋鎖系統(tǒng)的可靠性、合理性及工作協(xié)調(diào)性。

4 ? ?發(fā)展與前景

目前多座指令彈射系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研制僅采用全燃?xì)鈮毫π盘?hào)方式傳遞。隨著科技的飛速發(fā)展，各式各樣的新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，可供選擇的信號(hào)傳遞方式也越來越多，如果將指令彈射系統(tǒng)信號(hào)傳遞改為電信號(hào)傳遞，可以大大簡(jiǎn)化指令彈射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、重量以及安裝的簡(jiǎn)潔程度，只要在座椅中央燃爆機(jī)構(gòu)上增加電爆管作為啟動(dòng)燃?xì)庑盘?hào)與電信號(hào)的轉(zhuǎn)接裝置，在座椅上增加一個(gè)啟動(dòng)指令彈射系統(tǒng)的通電裝置，就有可能實(shí)現(xiàn)指令彈射系統(tǒng)的電信號(hào)傳遞。當(dāng)然還有別的方式，比如已成功應(yīng)用在某型飛機(jī)上的爆轟波信號(hào)傳遞技術(shù)，爆轟波信號(hào)傳遞具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、可靠性高、維修性好的優(yōu)點(diǎn)。此外，還有光纖光信號(hào)傳遞技術(shù)的方式等。以上信號(hào)傳遞方式在多座指令彈射系統(tǒng)未來的發(fā)展中，具有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

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