【今日消息-弹射座椅：时刻准备挥动的“回生之手”】
今年以来的一些军事冲突中，直升机飞行员成功从被导弹击中的战机里逃生的事实，再次引起人们对直升机弹射座椅的关注。
而在固定翼战机弹射座椅方面，“动静”较大的当属美军。在今年4月的一次例行检修中，其发现一架F-35A战斗机的弹射座椅爆炸药筒装药量严重不足后，一度停飞了所属的F-35系列战斗机，对战机安全情况尤其是弹射座椅故障风险进行排查。
一把小小的“椅子”，何以能受到如此重视？又为何能掀起如此大的风波？作为“飞行员最后的安全依靠”，当前各国装备的弹射座椅是否能达到“一旦拥有、心中无忧”的水平呢？请看今日解读——
对战机的弹射座椅，人们给予了很多美誉，比如“飞行员最后的安全依靠”“飞行员的护身符”“空中卫士的空中卫士”等。其中，有人因弹射座椅状如半握的手掌而将其称作“回生之手”，意思是一旦使用可以使飞行员绝境逢生。
作为当前战斗机的标配，弹射座椅可在紧急情况下，利用火箭动力等将飞行员弹射出战机，力保飞行员安全着陆。但事实上，就问世时间先后来说，弹射座椅相对于战机的诞生是不折不扣的“后来者”。
生死考验催生空中逃生“神器”
最初的驾机飞行被称作“勇敢者的事业”。最主要的原因，就在于其风险性较大，一旦失事后果往往比较严重。
为保证飞行员的生命安全，人们想到了为他们配备降落伞。刚开始时，战机飞行速度较慢，降落伞还能发挥作用。
到了第二次世界大战期间，战斗机时速已达600千米以上，飞行员使用降落伞从空中安全逃生的难度变大，每一次空中逃生都成为一场生死考验。于是，各国开始寻求更有效的空中逃生装备。后来，能将飞行员快速带离机身并力保其安全着陆的弹射座椅应运而生。
压缩空气较早被德国用作空中救生座椅的弹射动力。1942年，在亨克尔-280战斗机试飞过程中，德军飞行员首次使用以压缩空气为动力的弹射座椅，并取得成功。但是，储存压缩空气的装置要占用战机大量空间，一定程度上会影响到战机的整体作战性能。于是，弹射座椅转向以火药为动力。到了第二次世界大战末期，以火药为动力的弹射座椅已经广泛应用于德军的亨克尔-162、亨克尔-176等机型。
在德国研发的弹射座椅基础上，英国马丁·贝克公司提出了弹道式弹射理念，并成功生产出首款量产型弹道式弹射座椅Pre-Mk1。苏联也于这一时期在米格-15、米格-17战斗机上装备了采用类似原理的弹射座椅。
20世纪50年代中期，用小型火箭作为动力的弹射座椅问世，并发展为人们所熟知的“零-零”弹射座椅。“零-零”弹射座椅，意即它能在战机零高度、零速度的条件下实现弹射，并保证飞行员生命安全。
20世纪60年代中期，随着高空高速战斗机的发展，如何在高空高速状态下实现安全弹射，成为弹射座椅研发者需要破解的新问题，也由此催生了苏联研制的K36通用弹射座椅等产品。
目前，世界各国空军战斗机装备的多是具备“零-零”弹射能力的现代弹射座椅。这类弹射座椅聚焦战机多种飞行姿态下的飞行员逃生需求，采用了座椅稳定、方向感知装置和电子程序控制器等，能根据弹射后人椅的实时高度和速度决定开伞时机。
1989年的巴黎航展上，一架米格-29战斗机因发动机故障失速坠毁，该机飞行员在战斗机撞地前2.5秒启动了弹射座椅安全逃生。这一事件，使得该战机所配装的改进型K36通用弹射座椅声名鹊起。
用在一时却需长期倾心付出
弹射座椅能在危难时刻给予飞行员“绝处逢生”的机会，但飞行员要真正抓住这个机会，需要具备不少条件。
“台上一分钟，台下十年功”，这句生发于戏曲表演的俗语，用来形容弹射座椅的研制与使用同样也很贴切。弹射座椅的使用只在刹那间，可对其平时的维护与检测却是长期而严苛的，“时刻准备好”是最起码的要求。更不用说，其研制完善过程之艰难、用时之漫长，令世界上能够掌握这项技术的国家寥寥可数。
弹射座椅虽然只是一把“椅子”，却涉及空气动力学、流体力学等数十个学科方面的高精尖技术。作为涉及弹射操纵、稳定减速、远距离点火、人椅分离、应急供氧等多个系统的高端装备，哪一个环节出现问题，都可能引发严重后果。这也决定了其对各系统的可靠性和整体系统的运行顺畅性要求都极高。空中高速机动的特点则让其安全性因“压力山大”而时刻处于动态变化之中。
这，也正是弹射座椅出现非正常运行状态的主要原因。
2018年，美国空军一架B-1B轰炸机在飞行时发动机突然起火，机组人员选择弹射时，弹射座椅并未启动。
2019年，法国空军一架双座型阵风战斗机在进行飞行训练时，后座人员意外拉动弹射座椅启动手柄被弹射出战机。但由于弹射座椅出现程序故障，前座飞行员在座舱盖炸裂后并没有被弹出。
不少类似事件的溯源结果都表明，弹射座椅要堪用，既取决于厂家生产出高质量的产品，也需倚重及时的检测与维护。
除了确保弹射座椅能在各种极端条件下正常工作外，飞行员的身体状况也与弹射成功率息息相关。弹射瞬间，飞行员通常要承受约15倍的重力加速度，巨大的冲击力会令飞行员头晕目眩，一些体质较差的飞行员甚至会陷于无意识状态。这种冲击力有可能对飞行员的头颈部和脊柱造成损伤。
美国空军一度发现，体重小于62千克的飞行员，使用US-16E型弹射座椅弹射时，颈部更容易受伤。2019年，英国空军则发现，一些飞行员无法使用F-35A战斗机所装配的弹射座椅，直接原因是这些飞行员体重超标。
上述国家为此纷纷采取改进措施。这也同时表明，要提升弹射座椅弹射的成功率，对飞行员身材进行“管理”同样重要。
当然，有针对性的专业训练必不可少。在作战环境中，战机一旦空中遇险，其飞行姿态各式各样。如何及时抓住各种飞行姿态之下的“逃生窗口”，在最适当的时机拉动弹射手柄，有赖于长期训练。否则，即使弹射成功，也有可能因时机把握不当出现失控翻滚等现象，为飞行员带来不必要的损伤。
由此可见，弹射座椅这只“回生之手”挥动虽只在一瞬间，但它需要的是各方力量长期的倾心付出。
多方拓展只为“长出生命之翼”
超高的技术工艺要求、大量的资金人才投入，使研制弹射座椅成为少数几个国家的“特权”。目前，全球仅有美、俄、中、英、法5国具备研发和生产弹射座椅的能力。
特殊的使用环境、严苛的使用条件，则使弹射座椅基本上成为军用飞机的“私人订制”。但是，这并不等于弹射座椅的研制与使用自始至终是“一个面孔”。
除了战斗机通常装备的上抛式弹射座椅外，一些较为另类的弹射座椅也先后走上历史舞台。
美军曾经装备的F-104战斗机所用弹射座椅，采用的就是向下弹射的方式，即让弹射座椅从机头下面的洞里弹射而出。这种弹射方式，虽说可以避开战斗机上的T型高垂尾翼，但也有其明显弊端。如果弹射时高度不够，降落伞就来不及在空中打开，低空弹射时飞行员生还率较低。
美军的B-52轰炸机也装有向下弹射的空中逃生座椅。这种座椅仅限于导航员和雷达操作员使用，因为他们的工作点位处于驾驶舱下方，向下弹射是比较适合的应急出舱方式。
除了将座椅弹射出去，也有国家探索过新的“招式”——将战机座舱连同座椅一起弹离机体。这种设计主要使用在一些轰炸机上，在逃生舱脱离机身后，机组人员仍坐在驾驶舱的座椅上，随着驾驶舱一起逐步降落到地面。
在高空高速等环境下，普通弹射座椅已经无力为飞行员提供足够保护，因此就有了“胶囊弹射座椅”的设计问世。这种胶囊弹射座椅形似鸡蛋，平时保护壳折叠在飞行员座椅上方，一旦紧急启动就会立刻从上方落下，与座椅底座形成密闭的保护空间。
随着科技发展，弹射座椅的应用早已不限于固定翼飞行器，一些直升机也开始配备弹射座椅。如俄罗斯的卡-50/卡-52直升机，它们可装备K37弹射座椅。遇到紧急情况需要弹射时，卡-50/卡-52直升机会首先通过爆炸螺栓炸断螺旋桨，进而引爆座舱盖以便将飞行员安全弹射而出。
综观以往，弹射座椅的基本构形已经确定，且正发挥着应有作用。放眼未来，其发展方向将是充分借助新科技，进一步健全完善功能，使其“长出”更有力的“生命之翼”。大体上来说，就是充分融合物联网、传感器、人工智能技术的新研究成果，打造出新一代智能型弹射座椅。目前，各军事强国正在聚力攻关第四代弹射座椅。其核心目标就是更好地解决各种飞行姿态下的安全弹射问题，同时通过自主感知飞行姿态、自主规划逃生路线等，来智能规避空中障碍物，最终实现飞行员更高水平和更高层次上的安全逃生。
供图：阳 明 张乃千
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