飛機彈射座椅是怎麼彈射的?有什麼原理?

好孩子屬宏電


現代戰鬥機的彈射座椅是

靠小型火箭發動機驅動的,可以在極短時間內(人體抗載荷範圍內將飛行員彈離戰鬥機,彈射過程為全自動控制,飛行員只要拉動彈射手柄,從座椅彈出至乘降落傘著陸全都會按程序自動完成!
彈射座椅測試,可以明顯的看到火箭發動機的射流

目前世界範圍內各國空軍裝備的彈射座椅基本都是具備“零零彈射”功能,即“零高度、零速度”的情況下也能彈射。彈射座椅一般會裝有“撞角”,在座艙蓋不能彈開或拋出的情況下,座椅可以用“撞角”擊碎座艙蓋彈射。

飛行表演中發生意外在極低高度彈射的情況,上圖為美國F-16戰鬥機、下圖為俄羅斯米格-29戰鬥機

對於單座飛機,特殊情況下飛行員只需拉動彈射手柄即可彈射出艙;而對於雙座戰鬥機,一般是後艙飛行員先彈射(後艙一般是武器操縱員),之後前艙飛行員(飛機駕駛員)再彈射,否則,一旦前艙飛行員先彈射,飛機可能失去姿態,後艙飛行員就無法安全彈射。
從飛機彈射的一般過程


這張圖片可以看出後艙飛行員已彈出,而前艙飛行員仍在駕駛(待彈射)

值得一提的是不僅固定翼戰鬥機安裝彈射座椅,直升機也可以安裝彈射座椅,俄羅斯的卡-52武裝直升機就裝備了彈射座椅,在必要時先通過爆炸螺栓將旋翼炸飛、之後在將彈射座椅彈出!不得不說“毛熊”就是“敢想敢幹”啊!
裝備彈射座椅的俄羅斯卡-52武裝直升機


威吶解析


現代戰機通常採用火箭彈射座椅,當戰鬥機遭遇危險時依託座椅中的動力裝置將飛行員彈出機艙,彈射座椅升空後會打開降落傘保障飛行員安全落地。雙座飛機在彈射式也會有間隔時間,例如F-14雄貓戰鬥機的兩個座椅彈射會相隔半秒鐘。

雙座戰鬥機一般採用串列式或並列式,在串列式中會有前後兩把彈射座椅,而後座比前座稍高。並列式則使用一套彈射系統,主要特點在於“人-椅”系統離機後的姿態控制,而關鍵技術在於可控推力技術和飛行控制技術。更多座位的戰鬥機——例如B-1B長矛戰略轟炸機擁有4名機組成員,它的座位則設計成不同角度和不同間隔位置,避免成員相互間發生碰撞。

彈射座椅主要包括彈射座椅、降落傘系統、個體防護裝備、供氧系統和救生包等。早在20世紀20年代末,羅馬尼亞發明家阿納斯塔斯·德拉莫米爾便發明了飛機的彈射座椅,並在1929年8月25日在巴黎奧利機場進行測試並取得成功。他還在法國專利局取得“彈射式駕駛艙”專利(專利號#678566)。現在戰鬥機的彈射座椅則是德國人在二戰時的發明,當時彈射座椅由壓縮空氣作為彈射動力,但是受限於當時的技術並未獲得成功,後來工程師引入了火箭動力,彈射座椅才起到真正的作用。

由於降落傘打開也需要時間,這就讓低空飛行安全面臨挑戰。直至1961年,工程師發明了“0-0”(零高度-零空速)彈射座椅解決了這個問題,也就是當戰鬥機在地面高度時也能將座椅彈射出去。其利用小型火箭裝置將座椅向上推進,用小型炸藥打開降落傘,從而縮短降落傘打開時間,更有效的保障了飛行員的生存率。


航空之家


這個問題我來解答一波。飛機遇險飛行員需要彈射的時候,遇到的第一個問題就是座艙蓋。

這個蓋子可以拋開也可以爆破,拋開的好理解,解鎖蓋子吹走即可。爆破的是預先就安裝了爆破索,下圖是J-20的座艙蓋,微型爆破索很明顯:

彈射涉及到高度、姿態等眾多問題,目的是保證飛行員出了座艙能在一定高度上順利開傘。因此在彈射時每一秒都很重要,後來發現拋開式座艙蓋耗時較長,不利於逃生,所以後來又發明了爆破式。彈射時,先把座艙蓋炸個洞,然後再彈射,雖然穿過座艙蓋的時候可能會被割傷,但是飛行員有頭盔和飛行服,傷害可以降到最低。J-20試飛時的座艙蓋有好幾個版本,整體式玻璃座艙蓋和中間加了加強隔框的座艙蓋,如下圖:


整體式玻璃座艙視野好,但是強度可能會有問題,所以需要做的很厚,防止撞鳥之類的結構要求,這樣一來就不利於用爆破索炸開,所以需要採用拋開式。為了減少拋蓋時間,座艙蓋前端下方甚至裝有小型火箭加快開蓋速度,下圖是F-22座艙蓋,白色部分就是火箭裝置:

反正打開了蓋子就好說了,座椅下面是裝有火箭助推器,可以瞬時將飛行員拋離機體。摁下彈射按鈕,安全帶會收縮,將飛行員緊緊的綁在座椅靠背上,出了機體,座椅再和飛行員分開,打開降落傘就可以了。

我是天照黑煙,專注於航空知識解答。下面是F/A-18戰鬥機彈射視頻,採用的拋開式:

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天照黑煙


座艙蓋對於彈射時的阻礙,一般用三種辦法解決:

第一種是現在常見的,在座艙蓋玻璃內預設爆破索,在彈射前一刻爆破座艙蓋。爆破索會對飛行員視野有一定的干擾。

第二種是直接在彈射座椅上安裝一個尖刺,直接頂破座艙蓋。這時飛行員要求雙手抱頭,那種的彈射座椅的彈射開關,就在飛行員頭頂。

第三種是直接通過爆破索或者液壓缸,把座艙彈起來,F22就是用這個方法。

以上是常見的,還有不常見的。比如部分殲八I式戰鬥機,彈射時座艙蓋和彈射座椅是連接起來的,用座艙蓋罩住彈射座椅,為的是擋住迎面而來的風和雜物,這種設計結構複雜,故障率高,坐等被淘汰。


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