来源:云端春秋
自从人类双脚离地升空以来,紧急情况下的逃生就成了大问题。从气球时代起200多年来,在飞行器故障或灾难时分,平安着陆一直是工程师们不断追求的目标。今天最先进的弹射座椅可以保证飞行员在10000多米高空高速下安全逃离危险的飞机。但是100多年前,情况完全不是这样。
1914-1918: 纵身一跃出吊篮
第一次世界大战时期的飞机座舱里没有给降落伞留出空间。最早的逃生器材——降落伞是装备给气球部队的——他们的气球吊篮还算宽敞。而且更为可怕的是,灌满氢气的气球在被击中时会发生惨烈地爆炸,及时逃生尤为重要。此时飞行员要做的也很简单,他们会把降落伞背带挂在吊篮外侧,危险发生时背上跨出吊蓝纵身跳下。剩下的就交给运气了。
1916: 背负式跳伞逃生
1916年,飞行员所罗门·范·米特尔(Solomon Van Meter)申请了一项逃生装备专利,这也是世界上最早的背包式救生伞。它的外观看上去像浑圆的龟壳,通过拉动一根操纵索,可以启动藏在铝制外壳内的丝制降落伞。
1940–1945: 可解体飞机
德国亨克尔He 280和道尼尔Do 335装备了最早的弹射座椅。这些座椅使用压缩空气把座椅连同飞行员一起弹出座舱。在Do 335上,工程师们已经考虑到了弹射系统与飞机构型的关联性。飞行员弹射时,弹射座椅启动的同时,会有专门的机构炸掉尾翼和后部的推进螺旋桨,为飞行员扫清弹射通道。
1941–1945: 翻身出舱
如果你去看二战美英战斗机,会发现它们的座椅是一个盆,人坐下去就视线根本不在风挡中央,感觉坐进了坑里。实际上这是盟军飞行员使用的盆式座椅。飞行员上飞机时在臀部挂着降落伞,坐在座椅上时候这个降落伞同时兼起坐垫的作用,刚好弥补了高度。需要逃生时,飞行员需要凭借自己的体力爬出座舱,跳出后通过手柄拉开降落伞就行了。如果飞机中弹后进入螺旋或急速俯冲,再或者倒扣跌落,那飞行员就很难离开座舱了。也有些飞机会把降落伞置于座舱侧面,飞行员穿着伞带,需要跳伞时把伞带临时挂在伞包上,抱着伞包跳出去就是了。不过这种跳伞更费时间。轰炸机更简单,背着伞包自己走到舱门,跳出去,拉伞绳,搞定。
1947: 快些再快些
喷气式飞机的高速性让逃生技术变得更加复杂。英国弹射技术专家马丁-贝克的Mk1型弹射座椅使用火药作为动力,能把飞行员瞬间加速到每秒近20米的高速,像子弹一样“打”出座舱。在弹射前,飞行员需要先拉下座椅后上方的面帘作为防护。出舱后,小型稳定伞会先展开,稳定座椅姿态,然后才是人椅分离和主伞启动。
1953: 自动化潮流
战斗机故障或负伤所引起的姿态剧烈变化,完全可能导致飞行员失能甚至完全失去知觉。如果飞行员受伤,他所能完成的可能只是拉下弹射手柄。所以弹射动作最好能浓缩成一个。第二代马丁-贝克弹射座椅就实现了全自动。弹射启动后,稳定伞会把飞行员从座椅上拉开,实现人椅分离,并启动单人伞。特殊的传感器会保证主伞在3500米以下才能启动,确保飞行员不会长时间停留在高空而窒息。
1956: 命运滑道
弹射座椅并不是一下子普及到所有飞机的。道格拉斯A-3轰炸机就需要机组人员沿着飞行员下方的一条滑道滑下去,等到滑落空中再自己拉开背在背上的降落伞。如果A3D果真被防空火力击中,如此逃生方式基本上难以利用宝贵的逃生窗口,顶多算是个心理安慰。正因如此,轰炸机组给A3D起了个绰号All-Three-Dead,翻译成中文就是“三人皆死”,缩写倒正好是A3D。
1961: 提升再提升
有时候机组人员需要在极低的高度甚至就是在地面上启动弹射动作,这意味着他们弹出座舱后很短时间内就会落地。为了解决高度过低无法开伞或开伞后无法充分减速的问题,马丁-贝克在弹射座椅上安装了专门的火箭推进系统,让座椅弹射离舱后能继续上升到安全高度。在测试中,弹射座椅可以把飞行员提升到座机上方60米以上的高度,大大提高了弹射逃生成功率。
1960s: 人机工效型操作
在飞行员普遍使用飞行头盔后,弹射前就不必使用防护面帘。马丁-贝克发现通过设在飞行员两腿之间的手柄来启动弹射程序,在人机工效方面更为妥当和便捷。自此这一机构的位置设置成为战斗机通用的设计惯例。
1975: 电子控制而不是机械
麦道公司制定的ACES II成为美国空军指定的弹射座椅技术标准,自此美国弹射座椅真正实现了技术标准的统一。按照该标准,弹射座椅必须使用能迅速点火的火箭机构,可靠性更高。美国还首次实现了用电子机构确定弹射动作时序,而不再使用机械或火工延时装置完成这一任务。
今天:拯救所有人
传统的弹射座椅适用的体重范围为140-211磅。今天的弹射座椅的体重适应性更宽泛。有些弹射座椅头靠还配有能够吸收能量的装置,飞行员受到迎面气流冲击时能保护他们的颈椎。今天的弹射座椅更加关注保护飞行员的重要骨骼,降低他们脊椎受伤的风险。