[科普中国]-弹道式弹射座椅

设计要求

弹道式弹射座椅的设计要求与其他类型弹射座椅的大致一样，应适应各种不同类型飞机的不同要求。综合起来，要求弹道式弹射座椅设计成救生性能最优、结构重量/强度比最佳、结构尺寸最小、可靠性最高、维护性和工艺性最好、配套的成件最少、成本最低的最优化座椅。但一般它们不可能同时满足。一般来说，弹道式弹射座椅应满足以下主要要求：

（1）弹射座椅应乘坐舒适，工作方便，可适应不同身材飞行员使用。

（2）弹射座椅应有足够的强度和刚度，能承受最大弹射过载。

（3）座椅及附件应能承受高速气流所产生的制动过载，在人体胸背的最大过载不大于40，作用时间小于0.16s。

（4）座椅应保证人体不受高速气流伤害，人的头颈部、脸部和四肢均应可靠地保护或固定。

（5）人椅系统在高速气流中应有足够的稳定性，保持有利的姿态，避免人在不利方向承受巨大的制动过载；人椅系统在运动中不应有连续的旋转，其旋转角速度小于1.5rad/s。

（6）座椅及其附件工作应安全可靠。

除上述个点，飞机在各种高度、速度和飞行姿态下使用时，应达到安全救生的目的。1

动力装置弹道式弹射座椅的动力装置围火药燃气弹射机构（弹道式弹射筒），而其又分为套筒式弹射机构和多弹弹射机构。

套筒式弹射机构有二级和三级两种。二级套筒式弹射机构相比弹射座椅的另一个动力装置（简单式（一级）弹射机构）多了一个中筒。而简单式弹射机构由内筒、外筒、打火机构、钢珠锁及上下接头等基本部分组成，故对于二级套筒式弹射机构，中筒延伸了外筒，增加了机构的行程，因而可增加弹射初速。二级弹射机构行程可达1.8m左右；三级弹射机构行程可增加到2.5m。行程为2.2m的三级弹射机构的弹射初速可达24~25m/s。但是弹射筒越长，在座椅迎面阻力作用下产生的弯曲变形也越大，影响弹道初速和方向。国内HTY6座椅的弹射行程为1.6m，HTY8座椅的行程为1.045m，弹射初速一般在16m/s左右。

火药燃气式弹射机构工作时，机构内部空间容积变化很大，这就影响了燃气压力的变化。一般在弹射开始0.06s时间内，压力增加很快，并在0.06~0.09s左右达到其最大值。此时座椅即获得较大速度。在此后的行程中，座椅移动速度很快，机构内部容积即火药燃烧容积迅速增加，导致燃气压力急剧下降。这样座椅在后一段行程中未得到充分加速，弹射速度未能充分提高。为了克服这一缺点，可采用双弹或多弹弹射机构。2

工作原理（三级套筒机构）一个三级套筒式弹射筒工作原理如右图所示，图（b）所示为NACES座椅弹射筒结构。弹射时，通过座椅弹射操纵系统的弹簧机构拔出弹射筒的撞针拔销，被释放的撞针在弹簧力的作用下击发弹射弹，产生的高压燃气迅速充满内筒内腔，并通过内筒下部的小孔和中筒下部的槽流入中筒和外筒之间的空腔内，与此同时，锁扣在燃气压力的作用下被打开，中筒和外筒向上运动，当中筒运动往外顶住外筒的环形台阶时停止运动，内筒继续向上运动直至冲出中筒，将座椅带离座舱。2