[科普中国]-座椅稳定伞

分类

座椅稳定伞系统从伞衣数量上分类，可分为双伞系统和单伞系统两大类。在双伞系统中，据各伞在系统中的作用，又可分双伞单用，双伞串用和双伞并用三种伞系统结构型式。

双伞系统1、双伞单用伞系统
由两种不同面积或伞型的伞组成，并且每具伞又分别承担不同速度范围的座椅稳定减速的伞系统。如“定力换级"稳定伞系统和“时间、高度、速度”控制的两级伞系统均属此类。

(a) “定力换级”稳定伞系统
该伞系统是一种零高度火箭弹射座椅稳定伞系统，可保证起飞、滑跑时应急弹射救生，使用机速范围为250-1000km/h(表速)。伞系统由阻力特征为0.4m2、伞型为波环伞的第一级大伞与阻力特征为0.2m2、伞型为有肋导向面伞的第二级小伞及定力带构成。

包装时，小伞与座椅连接绳相连，包于小伞衣套内。而大伞分别与小伞套顶和穿过小伞衣套并且连于座椅连接绳的“定力带”相连后，再同小伞的小伞衣套一起装于大伞衣套内。

工作时，在弹射机速小于250km/h时，大伞先射出工作。由于速度小，大伞的开伞冲击力不足以将“定力绳”拉断。小伞一直包在小伞衣套内，不工作。此时尽管伞衣面积较大，但速度小，开伞动载超不过人体生理耐限。在弹射速度超过500km/h时，大伞射出后，由于大伞阻力大，“定力绳”被拉断而飞离，并将小伞拉出工作。此时开伞速度虽大，由于伞面积小，开伞动载也不会超过人体生理耐限。

(b) “时间、高度、速度”控制两级稳定伞系统

该伞系统由第一级面积为0.1m2的方形旋转伞、带有定力拉断带的连接绳和第二级面积为2m2的截锥形伞组成。

第一级伞与连接绳相连，包于伞包内，并连接在座椅头靠后的可伸缩的稳定伞连接杆上。

第二级伞包于头靠伞箱内，工作时，由“时间、高度、速度”控制器控制。

应急弹射时，当座椅上升到一定高度后，稳定伞连接杆伸出，打开第一级伞工作，使座椅向后转动。为避免座椅尾流影响，当座椅后转到30°-45°之后，小伞与稳定伞连接杆脱离，拉出连接绳。连接绳上的“定力拉断带”在弹射机速等于或接近最大允许弹射速度1200km/h时被拉断，连接绳长度由3m变为3.25m，从而减缓了小伞开伞冲击。第一级伞的工作时间从0.01-0.05s到1.6s，由控制器的“速度控制机构”控制。速度越大，工作时间越长。小伞工作结束后脱离座椅并拉出第二级稳定伞工作。第二级伞工作时间由控制器的“时间、高度控制机构”联合控制。3000m以下工作1．5s，3000-5000m，工作1.9-4s。

2、双伞串用伞系统

双伞串用伞系统是由大小两种不同面积伞串接构成一体，共同完成座椅稳定减速任务的伞系统。英国MK-10座椅稳定伞系统届于此类。

MK-10座椅稳定伞，由第一级面积为0.37m2的成形幅伞(称为控制稳定伞)和第二级面积为3.21m2并带有中心绳的成形幅伞(称为主稳定伞)构成。第一级伞与第二级伞的伞顶和中心绳相连成一体。工作时，座椅的稳定减速主要靠第二级伞承担。第一级伞作用主要用来控制第二级伞进气口张开速度，防上伞衣呈爆发性开伞，以达到降低高速开伞动载的目的。

该伞系统可满足0-1159km几范围内座椅的稳定减速。

3、双伞并用伞系统

两伞并列作用于座椅，共同完成座椅稳定减速作用的伞系统。

典型的双伞并用伞系统由两根可伸缩的连接杆分别带有面积相同的小方形旋转伞构成。平时，两稳定伞分别包于两连接杆内。应急弹射后，连接杆在火药动力作用下伸氏并将稳定伞打开使其工作，以平衡座椅俯仰力矩自转力矩，使人一椅保持面向气流的最大迎风面积状态，利用人一椅自身的阻力进行稳定减速。1

单伞系统单伞系统目前有两种形式：

1、带稳定杆的稳定伞系统

该伞结构形式和工作原理，与前面介绍的“时间、高度、速度”控制的两级稳定伞系统中第一级稳定伞相同。只是面积略大些，为0.15m2。该伞系统可在飞行速度达1400km/h(表速)条件下应急弹射使用。主要起保持座椅良好姿态的作用。

2、背连单稳定伞系统

座椅稳定减速由连于座椅背部人一椅重心附近的单伞来完成。美国S3S，S4S和我国某型座椅稳定伞属此类。

S3S座椅稳定伞系统较简单。由连于座椅背后并带有连接绳的8幅无肋导向面伞构成。连接绳长2.6m，伞衣直径为0.99m。包装时，按先伞衣，后伞绳再连接带的顺序包于头靠金属伞箱内。应急弹射时，弹射筒将伞箱射离座椅，同时打开伞箱封包，稳定伞系统按先连接绳，再伞绳，最后伞衣的开伞程序，从稳定伞伞箱内将伞系统拉出、拉直、充满工作，使座椅迅速稳定减速。由于该伞系统采用了先拉伞绳的开伞程序和背连式伞一椅连接方式，因此采用了大面积稳定伞后，不仅提高了对座椅的稳定减速效率，而且能保证在1110km/h的高速条件下开伞，其歼伞动载不超过人体生理耐限。1

作用稳定伞是现代座椅常用的稳定装置，稳定伞用长3-4m的连接绳与座椅相连，长的连接绳可以避免稳定伞落入座椅尾流区域内，但过长又可能与座椅发生缠绕。

弹射座椅稳定伞有稳定人椅系统并减少座椅速度的作用。稳定伞要求工作安全可靠，开伞过载不超过人体耐受极限，稳定性好，减速性能高，重量轻，体积小。

理想的座椅稳定伞应具有最好的稳定性和最大的阻力系数，但两者对伞结构的要求往往是矛盾的。一般是在满足稳定性要求的前提下，尽量选择阻力系数较大的伞型。座椅稳定伞常用形式有：方形旋转伞、有肋导向面伞、波环伞和截锥形伞。

还须指出，使用稳定伞时，座椅自身应具有一定的稳定性，以保证出舱时角速度不太大。因为稳定伞连接绳拉直直到伞衣张满，大约需要0.1s时间。如果座椅离机角速度太大，在这个时间内座椅可能向前转动到一个不利位置，使稳定伞阻力的力臂变得很小，稳定伞力矩将不能使座椅向后翻转，起不到稳定座椅的作用；甚至座椅会继续旋转，发生伞椅缠绕事故。因此，通常采用增加稳定板和其他辅助稳定装置的办法，改善座椅出舱时的稳定性，同时尽量改进稳定伞性能和开伞方式，以缩短稳定伞的拉直与张满时间。2

常见伞形理想的座椅稳定伞，应具有最好的稳定性和最大的阻力系数。但二者对伞结构要求往往是矛盾的，难以实现。目前稳定伞伞形选择，一般是在满足稳定性要求的前提下，综合考虑阻力系数和开伞冲击特性等来进行。国内外常用于座椅稳定伞的伞形有：

1、方形旋转伞；

2、有肋和无肋导向面伞；

3、波环伞；

4、截锥型伞；

5、成形幅（半球形）伞。1