云端護(hù)甲飛行員的防護(hù)裝備

杜東冬

自飛機(jī)投入戰(zhàn)爭(zhēng)以來(lái)，飛行員就面臨著高溫、嚴(yán)寒、急劇加速或減速、高噪聲、眩光等極端飛行環(huán)境的考驗(yàn)。隨著現(xiàn)代戰(zhàn)機(jī)飛行速度、高度和航程的增加，為最大限度保障飛行員安全，同時(shí)提高飛行人機(jī)功效，科學(xué)家設(shè)計(jì)了從頭到腳的飛行員個(gè)體防護(hù)裝備，就像古代將士的鎧甲一樣將其保護(hù)起來(lái)。今天，就讓我們來(lái)認(rèn)識(shí)一下這些炫酷裝備吧！

保護(hù)頭盔

保護(hù)頭盔主要由防護(hù)外殼、濾光鏡、硬襯墊、通信系統(tǒng)（耳機(jī)、送話器）、與面罩的連接裝置、自動(dòng)下放機(jī)構(gòu)等組成。其主要作用是防止飛行員在應(yīng)急彈射離機(jī)時(shí)被碎塊玻璃劃傷，以及在起飛與著陸，在空中做俯沖、拉起、轉(zhuǎn)彎、弧線飛行等大機(jī)動(dòng)動(dòng)作發(fā)生振蕩而碰到座艙內(nèi)堅(jiān)硬物體時(shí)分散碰撞能量，同時(shí)抵御尖銳物體穿透。

頭盔的硬襯墊一般由硬質(zhì)聚氨脂發(fā)泡塑料構(gòu)成，靠變形來(lái)吸收碰撞能量。內(nèi)置的濾光鏡平時(shí)用于吸收太陽(yáng)光或探照燈光的眩光，在應(yīng)急彈射時(shí)防止眼睛被高速氣流吹傷，在密閉時(shí)通過(guò)對(duì)鏡片加熱消除呼吸時(shí)產(chǎn)生的霧氣，以免影響視線。

降噪耳機(jī)也是頭盔的重要內(nèi)置部件。經(jīng)測(cè)量，飛行時(shí)戰(zhàn)機(jī)座艙內(nèi)噪聲級(jí)在93～122分貝。處于這種噪聲環(huán)境中，會(huì)造成人的聽(tīng)覺(jué)敏感度暫時(shí)或持久地下降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)立即引發(fā)噪聲性耳聾。此外，高強(qiáng)度噪聲還會(huì)干擾飛行員對(duì)聽(tīng)覺(jué)信號(hào)的辨識(shí)和捕獲，降低操作功效。為此，現(xiàn)代戰(zhàn)機(jī)的保護(hù)頭盔中普遍內(nèi)置了降噪耳機(jī)。

自動(dòng)下放機(jī)構(gòu)是頭盔內(nèi)置的一個(gè)特殊裝置，主要在座艙發(fā)生泄漏或應(yīng)急彈射離機(jī)后立刻自動(dòng)下放閉合，并與代償服、抗荷服形成一個(gè)應(yīng)急密閉保護(hù)系統(tǒng)，對(duì)飛行員實(shí)施保護(hù)并供氧。

現(xiàn)在，飛行員頭盔在不斷提高保護(hù)功能、減輕重量、提高舒適性的同時(shí)，還增加了許多綜合性功能，例如：增加夜視鏡，提高夜間襲擊目標(biāo)的能力；增設(shè)瞄準(zhǔn)具，使頭盔與火力控制有了直接聯(lián)系；在護(hù)目鏡表面加上特殊物質(zhì)涂層，使其具有防激光、核閃光等特殊武器的功能。所有這一切，都使頭盔作為戰(zhàn)斗裝備的一部分，極大提升了戰(zhàn)機(jī)作戰(zhàn)能力。

供氧面罩

大氣壓隨高度的增加而下降，致使氧氣分壓也降低，導(dǎo)致人體組織缺氧。高空缺氧會(huì)導(dǎo)致人體麻痹、眩暈、意識(shí)喪失甚至死亡。

第一次世界大戰(zhàn)末，主要交戰(zhàn)國(guó)的飛機(jī)已裝有簡(jiǎn)單的連續(xù)式供氧系統(tǒng)，德國(guó)于1933年最先研制成功斷接式供氧調(diào)節(jié)器。現(xiàn)代戰(zhàn)機(jī)的供氧系統(tǒng)包括供氧面罩（或密閉頭盔）、代償服、代償背心以及氧源、減壓器、氧氣調(diào)節(jié)器等。

供氧面罩主要由面罩主體、呼吸氣活門、連接機(jī)構(gòu)等組成。當(dāng)人吸氣時(shí)，吸氣活門打開(kāi)、呼氣活門關(guān)閉；呼氣時(shí)，靠呼出氣壓關(guān)閉吸氣活門，呼氣活門打開(kāi)，實(shí)現(xiàn)呼、吸氣循環(huán)。加壓呼氣時(shí)給呼氣活門抗壓，使面罩內(nèi)壓力高于外界壓力，實(shí)現(xiàn)加壓供氧。當(dāng)出現(xiàn)緊急情況、飛行員彈射離機(jī)時(shí)，供氧渠道立即由機(jī)上設(shè)備自動(dòng)轉(zhuǎn)換到獨(dú)立的跳傘氧氣設(shè)備。

代償服

執(zhí)行高空飛行任務(wù)時(shí)，飛行員會(huì)面臨低氣壓和爆發(fā)性高空缺氧等威脅。在上述加壓供氧的同時(shí)也不能忽視另外一個(gè)問(wèn)題，即此時(shí)肺內(nèi)壓力高于外界壓力，這就需要在人體表面施加一個(gè)與面罩余壓相等的壓力，這種加壓方法即代償。為此，飛行員需要穿上由不透氣的棉或化纖織物材料制成的高空密閉飛行服，去掉頭盔的高空密閉飛行服也稱為代償服。

代償服上有管狀膠皮氣囊，當(dāng)氣壓下降時(shí)，管狀膠皮氣囊充氣，氣囊體積增大，拉緊代償服，以同人體肺內(nèi)余壓相等的反壓力從各方面壓緊飛行員身體，防止高空氣壓差對(duì)其造成損傷和提高其承受正向過(guò)載能力。這相當(dāng)于把人體與周圍空間完全隔絕開(kāi)，在飛行員的周圍造了一座“微型加壓艙”，人體處在這個(gè)密閉空間時(shí)，能保障正常的生命活動(dòng)能力。

抗荷服

飛機(jī)在進(jìn)行轉(zhuǎn)彎、盤(pán)旋、曲線飛行等機(jī)動(dòng)動(dòng)作時(shí)會(huì)產(chǎn)生各種加速度，作用在飛行員身上，會(huì)產(chǎn)生與加速度相反的作用力，這種作用力可使人體重量增加，稱為過(guò)載，其大小用G表示。

過(guò)載會(huì)引起人體血液分布改變和內(nèi)臟位移，大量的過(guò)載會(huì)對(duì)人體器官造成傷害，導(dǎo)致心臟和頭部缺血、動(dòng)靜脈血壓顯著降低、視覺(jué)中樞神經(jīng)系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)障礙。這不僅傷害飛行員身體，還會(huì)引發(fā)飛行事故，甚至造成飛行員死亡。

現(xiàn)代戰(zhàn)機(jī)的正向過(guò)載已高達(dá)9G。人體的基礎(chǔ)耐力只有2.5～3.5G，其余的5.5～6.5G過(guò)載，就要靠綜合抗荷措施來(lái)抵御，其中抗荷系統(tǒng)至關(guān)重要。

抗荷系統(tǒng)主要由抗荷調(diào)壓器、過(guò)濾器、抗荷服等組成?？购烧{(diào)壓器能根據(jù)機(jī)動(dòng)過(guò)載的大小，自動(dòng)調(diào)節(jié)輸入抗荷服荷囊中的空氣壓力。過(guò)濾器主要是清除空氣中的油氣和機(jī)械雜質(zhì)，保證進(jìn)入調(diào)壓器的空氣是清潔的?？购煞煽购煞澝婕翱购赡医M件等組成，在正過(guò)載（負(fù)過(guò)載因飛機(jī)的限定出現(xiàn)的可能性不大）發(fā)生時(shí)，對(duì)人體腹部及下肢體表加壓，發(fā)揮抗荷作用。密閉頭盔和抗荷系統(tǒng)的有效工作，能保障飛行員頭腦清醒，有效提升戰(zhàn)斗力。

通風(fēng)服

現(xiàn)代戰(zhàn)機(jī)飛行過(guò)程中，座艙環(huán)境會(huì)產(chǎn)生大量熱負(fù)荷，導(dǎo)致夏季座艙內(nèi)部溫度經(jīng)常保持在35攝氏度以上，甚至可能達(dá)到50攝氏度。飛行員長(zhǎng)時(shí)間處于高溫環(huán)境中，會(huì)引發(fā)體溫上升、心率加快、汗腺活動(dòng)增強(qiáng)等一系列生理反應(yīng)，腦功能明顯降低，進(jìn)而導(dǎo)致飛行能力下降。而當(dāng)飛行高度接近大氣同溫層、座艙失去氣密時(shí)，飛行員又可能面臨低溫的威脅，引發(fā)四肢靈活性降低、人體局部乃至全身性寒顫，從而導(dǎo)致操作能力及作業(yè)效率的下降。

為了保障飛行員的體溫正常，科學(xué)家發(fā)明了通風(fēng)服。通風(fēng)服的原理是通過(guò)蒸發(fā)降溫和對(duì)流控溫等方式，把溫度適宜的空氣引入，并均布于人體，形成舒適的微小氣候條件，以此保障在所有飛行狀態(tài)下，飛行員的身體均免受過(guò)冷和過(guò)熱的影響。通風(fēng)服可以單獨(dú)穿用，也可以穿在代償服和抗荷褲里面。

現(xiàn)代戰(zhàn)機(jī)是一個(gè)完整的“人—機(jī)—環(huán)境”系統(tǒng)，飛行員是系統(tǒng)的核心和主導(dǎo)者。隨著科技的進(jìn)步，飛行員個(gè)體防護(hù)裝備將會(huì)不斷更新，以持續(xù)提升安全性和戰(zhàn)斗力。