关于多座指令弹射系统的论述

张慧琰　路伟

摘 要：多座指令弹射系统主要以高温高压燃气为载体进行信号和能量的传输，实现飞行人员应急弹射离机顺序和时间的自动控制。文章主要介绍了该系统的原理、功能、设计及相关试验，并探讨了多座指令弹射系统的未来发展。

关键词：多座指令弹射系统;工作原理;试验及特点

弹射救生是飞机救生的设备之一，采用弹射座椅或分离座舱将驾驶员弹离飞行器进行救生。通常，人们把飞行人员弹离飞行器这一动作称为弹射。飞机的弹射救生技术是为保障飞行人员生命安全而研发的，随科技水平的发展而发展。在飞机出现紧急情况需要弹射时，各飞行人员离机的时间越短，操作程序越简单，救生成功率就越高。为了避免多座飞机座椅弹射出舱后在空中发生轨迹干扰，必须要控制飞行人员弹射出舱的先后顺序，对于多座飞机的弹射顺序和时间的控制要依靠指令弹射系统来实现。

1    工作原理

当空中发生险情、驾驶员决定弃机逃生时，就会立即启动弹射跳伞手柄（拉环），几乎在同一时刻，人体被约束定位在座椅上，弹射通道自动清除，弹射弹点火将人椅弹出座舱后，座椅上的姿态控制系统开始工作，当人椅减速到允许开伞的速度范围内或达到预定高度时，人体约束系统释放，射伞枪射出（或稳定减速伞拉出）救生伞，人员降落。

以歼7飞机为例，座椅弹射装置利用火药燃爆时产生的高压气体，将驾驶员连同座椅一起弹离飞机。弹射装置主要由弹射器和弹射传动机构组成。弹射器的基本构造分为内、外筒，弹射弹装在内筒里，外筒固定在飞机上，内筒与座椅相固定。平时内筒与外筒由钢珠锁连成一体，座椅不能上下活动;滑轨使座椅不能前后、左右活动和保持弹射时的确定方向。弹射时，驾驶员要操纵座椅上的弹射手柄，经传动机构的传动，拉出打火臂，使撞针击发弹射弹，于是火药燃爆，产生高压气体，打开钢珠锁，将内筒连同座椅和驾驶员一起弹离座舱。向上弹射时，为了避免与垂直尾翼相撞，座椅应有足够的初速度和必要的上升高度。然而由于弹射器的行程受座椅结构的限制，要达到足够的初速度和上升高度，驾驶员在弹射中就要承受很大的过载。所以对向上弹射装置的总要求是：既要保证座椅弹出后的运动轨迹足够高，又要使弹射过程中过载的大小和过载变化的急剧程度不超过人体所能承受的范围。

2    系统方案的选择

在制定指令弹射系统技术方案之前，应先确定座舱盖的抛放启动方式，不同的抛盖启动方式对多座飞机弹射座椅的工作原理和指令弹射系统的工作原理均会产生重大影响。多座飞机的抛盖启动方式可以有两种选择：一种是依靠指令弹射系统启动座舱盖抛放系统;另一种是依靠座椅弹射操纵系统启动座舱盖抛放系统。歼7飞机是采用指令弹射系统启动舱盖抛放系统的多座飞机，技术较成熟。座椅操纵系统启动舱盖抛放程序的方式在单座飞机上应用较多，多座飞机中只有Su-27双座飞机采用。该方式需要在座椅上增加操纵系统与飞机的接口，Su-27双座飞机的舱盖为整体结构，只需配备一套接口。对于舱盖相互独立的多座指令弹射系统，可单独抛放，也可一起抛放。为减少先弹射座椅的火箭喷流对后弹射座椅的影响，舱盖宜设计成单独抛放的形式，利用座舱盖对未弹射的飞行员进行一定的保护。确定座舱盖抛放启动方式和座舱盖抛放顺序后，在兼顾系统的复杂度、重量等要求的前提下，最后选择多座指令弹射系统的方案。

3    研制試验

多座指令弹射系统的设计研制过程中，需进行3个阶段的试验：首先，摸底试验，验证指令弹射系统原理的可行性;其次，指令弹射系统的鉴定试验，对指令弹射系统进行鉴定，其试验件应与飞机真实装机状态保持一致;最后，定型试验，最终考核系统原理的正确性和与相关系统匹配后的可靠性等指标是否满足救生性能指标的要求。试验环境分为高温（70 ℃）和低温（﹣55 ℃）两种，主要方法是通过传感器对系统中各主要燃气压力点进行测量，记录出燃气压力峰值（Pmax）、燃气压力与时间关系曲线（P-T）、6 MPa压力维持时间和各个驾驶员启动座椅时抛盖的时间间隔。

此外，还需进行应急舱口盖抛放系统鉴定试验及全系统火箭滑车试验，进一步验证并考核指令弹射系统与座椅系统、抛放系统、舱口盖密封系统、驾驶杆操纵系统、舱口盖锁系统的可靠性、合理性及工作协调性。

4    发展与前景

目前多座指令弹射系统的设计研制仅采用全燃气压力信号方式传递。随着科技的飞速发展，各式各样的新技术不断涌现，可供选择的信号传递方式也越来越多，如果将指令弹射系统信号传递改为电信号传递，可以大大简化指令弹射系统的结构、重量以及安装的简洁程度，只要在座椅中央燃爆机构上增加电爆管作为启动燃气信号与电信号的转接装置，在座椅上增加一个启动指令弹射系统的通电装置，就有可能实现指令弹射系统的电信号传递。当然还有别的方式，比如已成功应用在某型飞机上的爆轰波信号传递技术，爆轰波信号传递具有结构简单、体积小、重量轻、可靠性高、维修性好的优点。此外，还有光纤光信号传递技术的方式等。以上信号传递方式在多座指令弹射系统未来的发展中，具有很好的推广应用价值。

[参考文献]

[1]尚琨，何智.关于多座弹射救生系统研制技术的探讨[J].中航救生，2007（20）：52.

[2]沈尔康，陈榆源，刘克顺.航空弹射救生装备[M].北京：航空工业出版社，1998.

[3]王志刚.飞机构造[M].北京：航空工业出版社，2016.