[科普中国]-高过载弹射座椅

高过载弹射座椅基本结构包括座椅骨架、椅盆、靠背、头靠和座式救生包等，此外，它还包括弹射导向装置（滑轮、滑块或滑轨）一级根据防护要求而设置的扶手、脚蹬和座椅调整机构等，如图1所示。

弹射座椅的导向装置是滑轮和滑块。滑轮和滑块均固定在座椅骨架上。滑块通常用夹布胶木或其他耐磨材料制成，并按滑轨修配。一般安装在骨架纵梁上端。滑轮是弹射时的导向构件，又是承力构件，因此应具有一定宽度，并安装滚动轴承。

座椅应能按飞行员身材进行调整。调整的方法通常是保持头靠位置不动，将椅盆（有时连同靠背和背部骨架）相对于头靠作上下移动，以便于高矮不同的飞行员能获得同样良好的视界，或在长时间飞行中更换姿态减少疲劳。调整座椅的机构由蜗轮蜗杆加可逆电机的无极调整机构，一般调整量为80~180mm，主要是将电动机的旋转转化为丝杆的直线运动，从而带动椅盆的升降。在B-1B飞机上，座椅还具有前后移动的功能，在应急弹射时座椅首先复位，然后再进行弹射。B-2飞机座椅除了能够前后移动外，还能调整座椅的倾角，在弹射时座椅不用复位，如图2所示。1

座椅系统包括弹射操纵系统、约束系统、稳定减速系统、人-椅分离系统、信号传递系统和伞系统。图3所示为ACES II座椅的点火系统和子系统。

弹射操纵系统由操纵手柄、动力源、传动系统及联锁保险装置等组成。它用来操纵控制弹射机构、安全带拉紧机构、保护装置和稳定装置等工作。操纵手柄也即弹射启动手柄，主要有3种方式，即面帘启动方式、中央拉环、侧部拉环等，如图4所示。面帘启动方式的优点是具有气流吹袭防护的能力；中央D型环手柄和侧部手柄则能保证正确的弹射姿势。现代弹射座椅的安全救生速度已接近1200km/h，俄罗斯K-36座椅的安全救生速度达到了1400km/h，飞行员头戴保护头盔，故广泛采用中央拉环和侧部拉环方式。座椅操纵的传动系统主要起传递信号（包括力和行程等）的作用；传动系统可分为机械式、燃气式、冷气式或混合式。冷气式已很少使用，目前多为火药燃气式。1

约束系统的主要作用是保证飞行员在弹射救生时保持正确的弹射姿态，并保证飞行员牢固固定在座椅上弹离飞机。约束系统一般由安全带和强迫拉紧装置组成，安全带一般包括一对肩带、一对腰带、一根裆带（即所谓的5点连接）和限腿带等。强迫拉紧装置是弹射座椅约束系统的重要部件。在正常飞行时，拉紧装置应允许飞行员肩部自由活动；在弹射时应自动拉紧肩带，使飞行员处于最佳弹射姿态。图5为某型座椅采用的约束系统。1

稳定减速系统的主要功能有：将人椅系统稳定在最佳姿态附加，以利于乘员承受外载荷，并保证绕任何轴的旋转角速度不超过人体生理耐受极限；将人-椅系统尽快减速到允许人-椅分离或开主伞的速度，以缩短救生时间，但减速载荷或制动过载不得超过人体生理耐受极限。稳定系统又称稳定减速系统，现役第三代弹射座椅主要采用稳定减速伞和稳定杆方式。1

人-椅分离系统是当人-椅系统弹射出舱后，在预定的高度和时间下，按预先设计的程序自动释放减速稳定伞，射出救生伞，解除腿、肩、腰部和负过载限动机构的约束，从而使飞行员与座椅分离的系统。稳定伞和救生伞一般都是通过射伞枪等射出。1

火箭动力装置常用于高过载弹射座舱及分离座舱（图6），因为它们的弹射重量大。火箭动力装置主要由壳体、喷管、药柱、点火药及点火装置等部分组成。火箭动力装置构造简单、推力大，有利于低空弹射和高速救生。但是火箭动力装置在舱内启动，其高温燃气可能灼伤飞行员。火箭工作时，火箭推力偏斜或人体重心移动都可能引起偏心力矩，而导致人-椅系统的不稳定。1

目前，高过载弹射座椅大都采用组合弹射动力装置，因为单独的套筒式弹射机构或火箭动力装置已不能满足弹射速度和轨迹高度的要求。它的工作分为两个阶段：第一阶段是弹射筒工作，将人-椅系统弹离座舱；第二阶段为火箭包工作阶段，在出舱后火箭包点火，产生的推力使人-椅系统继续加速，把人-椅系统推送到离弹射平面80~100m以上的高度，能够实现“0 - 0”弹射救生。1