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应急离机装备的先行者俄罗斯K-36Д-3.5座椅

应急离机装备的先行者俄罗斯K-36Д-3.5座椅。应急离机装备的先行者俄罗斯K-36Д-3.5座椅。应急离机装备的先行者俄罗斯K-36Д-3.5座椅。Russia's K-36D-3.5 Ejection Seat高 健杨 峰陈丽华俄罗斯的弹射座椅技术是世界一流的。1989年巴黎航展上,俄罗斯战机的意外失手却成就了俄罗斯座椅的辉煌。K-36座椅及其一系列改进改型,其部分性能已接近美国自己还难于达到的所谓"第四代"座椅标准作为一个航空大国,俄罗斯在应急离机装备的研制方面,一直保持着世界先进水平。俄罗斯从20世纪50年代就开始设计弹射装置,并于60年代中期研制出K-36系列通用弹射装置。20世纪末,俄罗斯紧紧抓住与美国合作的机遇,适时开发出K-36Д-3.5座椅。它在弹射程序控制、座椅出舱姿态调整、火工品和座椅电源等方面较原K-36Д系列座椅有很大的改进和突破。 20世纪50年代初,随着飞机飞行技术性能的提高,迫切需要研制救生设备,以保障应急状态和掠地飞行时的乘员应急离机安全。此前,米高扬、雅克夫列夫、苏霍伊和图波列夫设计局都自己设计座椅装备各自的飞机,使用和维护很麻烦。 俄罗斯"星星"股份公司从1955年起,开始着手设计一体化的应急离机装置,包括弹射装置、高空服和应急救生物品等,并先后设计了多个型号。 直到1965年底,在主任设计师Г.М.莫伊谢耶夫的领导下,通用K-36弹射装置研制成功。它是世界上第一台次应用垂直稳定系统,安装稳定杆和旋转稳定伞,可减小座椅弹射后制动过载对飞行员负面影响的弹射装置。该系统可保障在任意飞行状态下弹射,而座椅中的飞行员仍处于稳定运动,导流板的使用甚至可保护飞行员免受气流的影响。 该座椅还应用了伞/人/椅分离系统,保障最低高度、最低速度状态(包括H=0、V=0状态)下飞行员的安全。 К-36Д通用弹射座椅曾被装在米高扬、雅克夫列夫、苏霍伊、米西谢夫和图波列夫设计局的飞机上,挽救了成百上千飞行员的宝贵生命。比美国产品更接近美国标准为解决垂直起降飞机乘员由于判断失误贻误弹射时机的问题,"星星" 公司在К-36Д通用弹射座椅的基础上,为雅克-38、雅克-36垂直起降飞机设计了轻型系列座椅К-36ВМ、К-36ВМУ、К-36ЛВ和К-36ЛВУ弹射座椅。这些座椅能按照飞行员的指令弹射或者根据机上指令自动选择弹射。这些大胆的尝试成为日后先进座椅开发的技术储备和重要实践。 1994年,"星星"开始研制新一代弹射装置,以解决低空不利姿态的救生问题。他们在这种座椅上装备电子系统,并把缩小外形尺寸,降低安全弹射高度,进一步提高弹射过程的防外伤安全性,降低生产和维护成本,简化维护程序等作为主攻方向。 1989年巴黎航展,俄罗斯战机的意外失手却成就了俄罗斯座椅的辉煌。K-36座椅表现出的卓越性能引起了美国的关注,俄美开始在弹射座椅方面频繁接触。 为了验证К-36Д座椅的技术性能,在美方的倡导下,俄罗斯专家和美国空、海军代表分别在俄罗斯和美国"霍洛曼"空军基地对К-36Д弹射座椅进行了公开试验。在俄罗斯进行的试验中,采用了米格-25ЛЛ飞行实验室和火箭滑车РД-2500,弹射11次,表速在0~1400千米/小时,高度范围是0~17千米,马赫数M<2.4;在美国试验过程中,采用了美国"霍洛曼"空军基地的火箭滑车,表速为0~1300 千米/小时,安装了美国假人,弹射6次。 系统而全面的测试表明,俄罗斯座椅性能的确优越,且比较接近美军标标准。俄美联合试验之后,美国向俄罗斯提供了部分资金,支持他们开发符合美国标准的座椅,以满足第四代F-35和F-22飞机对座椅选型的要求。 美国此举其中的一个重要原因是,他们自己的第四代座椅计划进展不顺利。概括地来说,第四代座椅计划将研究并验证自适应控制技术、推力控制技术、高速稳定和高速气流防护技术,以期进一步扩大弹射救生包线,达到高度范围0~21千米, 表速为0~1400千米/小时, M=3时不利姿态条件下的安全救生。 美国与俄罗斯合作的结果,促成了基本满足美军标的K-36Д-3.5A弹射座椅的问世。后来美俄专家又对К-36Д-3.5座椅进行了6次弹射试验,证实了这种座椅在低空不利姿态下救生的可靠性。俄罗斯专家戏称,因为К-36Д-3.5座椅还不能完全达到美国所谓"第四代"座椅的要求,但又比第三代的К-36Д强,所以被称之为"三代半"座椅,故名曰"3.5"。 К-36Д-3.5座椅参加了F-22飞机座椅竞标。由于政治等方面的原因, F-22最终还是选用了美国马丁·贝克公司的ACES-Ⅱ改型座椅。但K-36Д-3.5弹射座椅的性能已为世人认同,成为军机座椅市场上最具竞争力的产品。俄现役的苏-30飞机和出口印度的苏-30MKI飞机装备的就是最新的K- 36Д-3.5弹射座椅。 在此弹射座椅基本型的基础上,俄罗斯还为轰炸机、强击机和速度小于1100千米/小时的教练机设计出价格适宜的轻型座椅--K-36Л-3.5和K-36ЛТ-3.5。这两种座椅没装导流板、限臂器、抬腿机构和其他一些装置(配套时可与用户协商)。此外,他们还为垂直起降飞机设计有K-36V-3.5座椅,该座椅可加装一个俯仰运动控制系统。性能对比分析K-36Д-3.5座椅(以下简称"3.5"座椅)除了继承K-36Д座椅的基本原理、设计思路和基本特点(包括约束系统、稳定系统、导流板)外,还保留了K-36Д座椅的降落伞系统、开伞系统和人椅分离系统,以及飞行员着地后用的无线电信标机和生命保障物品,可保证在大速度、大动态和飞机不利空间姿态(如大迎角和大侧滑角)下弹射时损伤度较低。保障飞行员低空离机,特别是在翻转飞行或高垂直速度迫降状态下,飞行员的飞行工作条件更舒适,而且弹射条件对飞行员的影响明显减小。 与K-36Д座椅相比,"3.5"座椅的人机工程学性能更好,飞行员人体百分位数更广泛;总体上提高了弹射救生的安全,特别是大大提高了在最小高度、动态和飞机不利姿态下的救生安全;装机重量减轻了25千克,外形尺寸减小;维护简单化,寿命周期成本降低。 苏-30MK飞机装上"3.5"座椅后,应急抛盖系统进一步简化,使该系统重量减轻且可靠性更好,更重要的是使时间差大大缩短。 "3.5"座椅的突出特点还表现在: ●飞行员正常飞行条件得到改善,座椅支承面更现代化,坐高调节范围更宽,可调角度的靠背和尺寸更小的头靠伞箱,改善了飞行员后半球的视界。 ●弹射环境对飞行员的作用程度降低:可根据飞行员重量改变弹射机构的弹道性能;可根据飞行员重量和弹射瞬间飞机的飞行姿态改变火箭包的推力性能。 ●安全救生高度降低,由于采用了电子自动程序,可根据飞机姿态控制座椅(如在γ≥90°且速度小于650千米/小时时主伞不延时,即座椅出舱后立即开伞,此时火箭包不工作);个体防护装备、导流板装置和强制约束系统以及座椅稳定系统,能有效防护飞行员免受过载和速压的作用。此外,动力装置还可根据穿戴防护装备的飞行员的质量,自动选择三种工作状态中的一种。在飞机速度大于850千米/小时时,火箭包能根据过载自动校正工作状态,这是K-36Д座椅做不到的。 "3.5座椅"椅盆中装有自动模块;动力部分由弹射机构和火箭包组成,称作"动力装置";侧向发散火箭则是新技术。在飞机以低速、横向平面带横滚角姿态下弹射时,座椅的侧向发散火箭能校正弹射轨迹。在飞机速度在650千米/小时以下、机动飞行过载≤2、带大横滚角或在大下沉率姿态下弹射时,火箭包和稳定系统停止工作,救生伞在座椅脱离滑轨的瞬间打开。 "3.5"座椅与KKO-15型飞行员防护装备和氧气设备配套后,可保障飞行员完成任务所需的所有必要条件,包括机动飞行过载≤9时。这种配备下的安全救生包线是:高度为0~20千米, 表速为0~1300千米/小时, M≤2.5;而与KKO-5型飞行员防护装备和氧气设备配套后,则可保证高度达到0~25千米、表速在0~1400千米/小时,M≤3的包线内安全救生,甚至起飞、着陆滑跑和零高度、零速度弹射状态下的安全救生。 "3.5"系列座椅的弹射操纵系统和有效的强制约束装置,保证了无论是人工操作,还是在事故飞机机载系统的指令下,飞行员都能安全逃生。统计表明,在雅克-36和雅克-38这样的垂直起降机上使用这种应急自动弹射系统,一旦发生事故,而飞行员又来不及决定是否弹射的情况下,自动起动弹射程序无疑是避免灾难的唯一途径。

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