谈谈我国战斗机/教练机的弹射座椅

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谈谈我国战斗机/教练机的弹射座椅

本文系转载，作者侯知健

　杜绝初教-6悲剧再现!揭秘我国新型教练机的火箭牵引救生系统

　　今年5月13日，海军航空兵学院一架初教-6飞机在起飞以后遭遇发动机空中起火。飞行员判定已经无法维持飞行后，操纵飞机进行大角度转弯，以避让紧靠机场的人口密集居住区域，随后以很大的俯角坠向地面树林，飞行员英勇牺牲。事故虽由发动机引起，但初教-6在救生性能上的缺陷也无法忽视。

　　初教-6的设计年代太早，救生设计实在是无力完成

　　从技术角度来说，本次初教-6事故中即使是到了最后关头，飞行员的生命依然是可以依靠优秀的弹射救生设备所挽回的。但是初教-6没有弹射救生功能，飞行员要跳伞必须自己解开安全带、推开座舱盖跳出飞机。这一方面的空白主要源于时代局限，初教-6是我国最早设计制造的飞机之一，设计始于1957年，定型于1962年，而我国当年并没有弹射救生系统的研制能力。


　　L-7飞机，注意座椅上方两个朝不同方向歪斜的大黑坨，它们就是带有穿盖功能的牵引火箭。L-7也对民用和出口市场销售，因此按道理对研制进度不会做很严格的保密，反而需要更多的曝光度来吸引潜在买家

　　我国目前已经在发展新一代的初级教练/运动两用飞机L-7，用于替代初教-6飞机。为了在克服初教-6没有弹射救生能力缺陷的同时，更好的针对初教机飞行高度低、速度低、而且不能容纳过重救生设备的特点进行针对性设计;L-7并没有采用传统战斗机的弹射座椅技术，而是采用了另一种相近的技术，火箭牵引救生。

　　火箭牵引救生和常见战斗机的弹射座椅救生的最大不同，在于前者只把飞行员牵引出去，而座椅仍然保留在座舱内。由于缺乏座椅赋予的牢固约束和保护，火箭牵引救生不能用于高速弹射救生，因此在战斗机中没有采用这种设计的型号。


　　F7U-3战斗机的火箭牵引救生系统的座椅，可以看到结构明显比常规弹射座椅简单得多
　　

　　火箭牵引救生原理




　　火箭牵引系统弹射试验照片

　　这种技术由美国斯坦利航空公司研发于上世纪60年代中期(扬基系统，Yankee system)，截止1982年底交付了720套产品。而到1983年为止，总共有83人使用该系统，77人获救，救生成功率达到92.8%，比美国空军当时总救生率高10%。应该说是一种比较可靠有效的技术。

　　L-7飞机采用的是SQZ-1型牵引救生装置，这是我国第一套火箭牵引救生系统，于2009年开始研制。在飞机保持平飞状态时，它能够满足0-400公里/小时速度范围内、4000米高度以下的救生需要，可以实现零——零弹射。

　　这种救生方式有不少的优点，包括采用穿盖弹射，没有抛盖过程带来的延迟;飞行员空中姿态稳定性好，对脊椎损伤的危险性较低;不会出现人、座椅之间或者座椅与稳定伞/救生伞互相干扰的问题;而且结构简单紧凑，对飞机内的空间和重量占用都很小，可以很容易的装载在各种小型飞机上。当然，从采购成本上来说也要低很多。


　　SQZ-1系统中的HQY-1座椅。1：伞箱。2：牵引火箭。3：伞箱锁。4：骨架。5：弹射筒。6：腰带锁。7：座高调节接口。8：爆燃机构。9:椅盆。10：整体座垫和腰垫。11：中央拉环

　　当飞行员拉动中央拉环以后，SQZ-1的爆燃机构开始工作：一方面把伞箱锁、飞行员腰带/负过载带释放掉;同时启动弹射筒，牵引火箭穿破座舱盖、将飞行员拽出座舱。当飞行员离开座舱一定距离以后，弹射筒牵引带被释放掉，射出牵引火箭、并拉直火箭牵引带。牵引火箭总共燃烧0.7秒，最后0.1秒牵引火箭会与飞行员分离并顺势拉开伞箱的封包，释放救生伞并充气张满，飞行员就可以乘伞稳降着陆。


　　弹射座椅在弹射筒工作阶段必须垂直发射，只有在弹出座舱、主火箭点火以后，才能依靠侧向的额外推力火箭来实现轨迹的侧向偏移

　　火箭牵引技术对于教练机这样的双座机型来说，有个特别重要的优势：座椅的弹射筒可以设计成朝一侧倾斜的状态。比如SQZ-1系统的前椅右倾13度，后椅左倾13度。由于前后飞行员弹射时的初始轨迹就能形成26度的角度差，大大降低了两名飞行员在空中相互干扰的可能性，因此前后座的弹射间隔时间要远远小于普通的双座战斗机，这在低空弹射中尤为重要。


　　HQY-1座椅的前舱单独弹射试验

　　不过令人有些奇怪的就是，L-7飞机作为一款技术上并不复杂的型号，公开已经多年;然而时至今日，既不见它定型量产，也未见关于它的更多报道。作为一款兼具民间和出口市场定位的产品来说，这实在是颇有些奇怪。

　　如论如何，初教-6已经服役数十年，确实到了该让一代新人换旧人的时候了。希望L-7飞机能早日顺利完成定型，给我国的飞行员训练工作带来更大的安全保障。

　　控制简陋、双座抛盖、座椅不佳——飞豹事故伤亡率高的三大主因


　　弹射座椅工作原理

　　在我国的现役战术飞机中，歼轰七飞豹曾经多次出现过前后座飞行员双双牺牲的严重事故。单纯从技术角度来分析的话，气动外形/飞行控制的总体设计过于保守、双座舱抛盖设计不利于弹射救生、配套的通用型弹射座椅性能不佳，是导致这种局面的三个最重要原因。

　　一：机翼对附着气流的控制能力不足，易于引发飞豹失速

　　飞豹基本设计成型于1977年，受限于当时技术水平，较为先进的气动和控制设计例如通过边条翼引入涡流升力、翼身融合处理、电传飞控系统等均未考虑。而在当时的方案选择中，为了将设计难度和风险减到最少，设计单位又选取了其中最为保守的一个方案，这就是后来飞豹易于失速的祸根。


　　歼轰-7A型的814号原型机，注意机翼前缘没有机动襟翼(威猛摄影)

　　升力归根结底来自升力面(以下均以机翼为例)上下表面气流由速度差引起的压力差，依照气流速度高的地方压力较小的规律，增大升力就要设法提高机翼上表面气流的流速。当机翼的与迎面气流的夹角(迎角)增大时，气流通过机翼上下表面的路程之差也随之增大;这便意味着机翼上下表面气流速度差的增大，或者说升力的增大。

　　这就是为什么战斗机要强调大迎角能力。但迎角太大以后，巨大的压力差就会撕裂、揉碎原本附着在机翼上的规则气流，留在机翼上表面的都是很多紊乱的小分离漩涡;这时候机翼上下表面的规则气流之间的压力差就会迅速减小，飞机就进入丧失升力的失速状态。


　　升力的本质就是机翼上下表面的压力差(上)，加大迎角能加大升力，但过头就会引起气流分离导致失速(下)

　　失速现象在扇叶设计不佳的劣质电风扇上也能见到：气流突然无法继续附着在扇叶上，电扇突然声音变得很大，振动也强烈起来(分离漩涡的振动);虽然还在高速转动，但风力却变得极其微弱。试想一下，在空气中吃不住力的不是扇叶，而是飞机的机翼，那会发生什么样的事情?答案就是飞机打着转往下掉，俗称尾旋，不能及时改出这个状态就只能坠毁。


　　814号样机飞行表演时的坠毁过程瞬间，后舱飞行员弹射成功，前舱飞行员壮烈牺牲

　　推迟机翼失速极限的办法有很多，战斗机里最常用的手法就是机动襟翼;它可以通过灵活改变机翼的弯度，兼顾平飞时的低阻力与大迎角时的高失速极限。但是机动襟翼需要进行电气化的自动控制，它是根据空速等传感器数据来自动工作的;当时设计单位认为风险较大，放弃了这一设计。


　　机械飞控飞机也可以采用机动襟翼，比如我国在歼-7E/G上的应用就很成功

　　最终飞豹由于欠缺机动襟翼(它后缘的襟翼不允许高速下使用，也无法自动调节，只能用于起飞和降落)，而且本身机翼设计受时代水平限制并不很好;飞行中机翼容易形成气流分离，对失速比较敏感，很容易进入尾旋。虽然在机翼外侧设有锯齿，老飞豹上还有翼刀，但都没有太明显的改善作用。

　　二：双座抛盖设计需要消耗更多的救生时间

　　飞豹作为战斗轰炸机，在执行任务时主要都是在中低空、甚至是超低空活动。一旦出现失速，往往没有挽救飞机的机会，而是必须马上进行弹射逃生。但双座飞机的弹射本身就相当麻烦，后、前座必须拉开弹射时的间隔，否则弹射座椅的火箭喷流互相烧毁座椅伞具烧伤飞行员、前后飞行员相撞、伞具空中纠缠的概率会非常高。


　　K-36系列座椅为了适应并列双座布局，添加了弹射轨迹发散功能

　　美国针对这种问题开发了弹射轨迹发散技术，在座椅弹射以后通过侧向火箭等动力使前后座椅向左右不同的方向交错飞行，使弹射间隔可以缩短到0.5秒。而缺乏这种设计的飞机，不只是飞豹，也包括苏-27、苏30在内，需要0.9~1.2秒的时间。而且飞豹系列飞机一直沿用了抛盖弹射设计，抛除座舱盖本身又需要0.3~0.4秒的时间。而这多出的零点几秒、一秒多的时间，在战斗机低空弹射时往往就是生与死的差别。


　　抛盖弹射

　　我国曾有一次教八飞机双座弹射，后舱飞行员先行弹射获得成功;而前舱飞行员弹射时就已经错过时机不幸牺牲。这样的事故，在飞豹上也出现过。2011年10月14日，陕西蒲城，试飞院一架编号814的JH-7A原型机在飞行表演时坠毁，前舱试飞员余锦旺牺牲，后舱飞行员在触地前一刻弹射逃生。

　　三：HTY-6通用型弹射座椅性能不佳

　　我国自主开发了两款服役的第三代弹射座椅，歼-10由于采用了高过载座舱设计，座椅后倾达到22度，因此为它专门开发了一款性能较高的HTY-5座椅。而歼-11B/歼-15等型号，则装备了苏-27系列原装的K-36D座椅基础上开发的仿制型，这个系列的弹射座椅性能也是国内最好的。尤其是高速救生能力，K-36系列的性能在全世界范围内都是独一无二的领先。
　　

　　HTY-6弹射座椅

　　而新飞豹上适用于13度后倾设计的第三代HTY-6弹射座椅，因为主要作为装备二代机的通用型装备开发，性能比较有限，不论是高速救生能力还是低空救生能力，都和歼-10上装备的HTY-5差距很远。

　　被人们津津乐道的零零弹射能力，其实只是第二代弹射座椅的基本要求。而第三代弹射座椅的关键，在于根据弹射时的高度、速度、姿态等条件不同，选择最合适的开伞方式和延迟时间，尽可能减短飞行员从启动弹射到开伞的时间。

　　比如飞机高速弹射时，如果飞行员一弹出去就开主伞，巨大的气动阻力和减速过载能够直接就把伞衣撕碎、把飞行员甩扯到致伤致死;必须先开稳定伞，再经过一段时间的延时，姿态稳定速度减小以后才能开主伞。但如果低空弹射还照搬这些动作顺序和延时，飞行员等不及开伞就要摔到地上。

　　相较于HTY-5的三要素(速度、高度、时间)电子程控器，HTY-6采用了简化的双要素机械控制器，只能根据弹射时的高度、速度来确定开伞，控制水平在三代弹射座椅里是最简陋的。这使它在面临低空复杂姿态——比如飞机侧翻、甚至倒扣状态下的弹射时，性能表现比较弱，需要更大的高度才能完成对飞行员的安全救生。

　　结语：

　　由于气动和控制设计过于保守，缺乏对机翼气流的控制能力，飞豹本身就容易进入失速尾旋状态。而由于它主要在中低空甚至超低空活动，一旦失速飞行员就很难有挽回飞机的机会，必须弹射。而弹射系统本身性能的不足，又明显降低了飞行员的救生成功率。飞豹的几次严重事故，都是由这三个因素联合作用引发的。

　　血洒长空，英魂铸剑;愿为国捐躯的英雄们安息，愿未来的装备越来越先进完善。

　　歼-10的弹射座椅的高速缺陷


　　HTY-5弹射试验，注意座椅与座舱之间有根稳定绳，它对座椅出舱姿态进行稳定

　　歼-10上装备的HTY-5弹射座椅，是我国第一种三代座椅。HTY-5的主要结构和控制系统设计均参考自当时英美的早期第三代座椅，在基本设计风格上和我国长期使用的苏联座椅完全不同。

　　比如主动力火箭的形式，俄式产品喜欢做成火箭包，平铺在座椅最底部;而HTY-5则采用椅背火箭，贴着靠椅安装，这是非常典型的西方风格。而HTY-5采用三要素(高度、速度、时间)电子程控器来进行开伞控制，更是同时期苏联/俄罗斯产品并不具备的先进技术——当然具体的控制效果高低另当别论。

　　实际上翻阅1984~1987年我国涉及到弹射救生的研究资料，其实验内容和引用数据、论证思路、远景性能规划等方面，都明显是沿袭西方设计思想;实际上这一领域，苏联开拓的方向才是光辉大道，但显然国内根本没接触到苏联的先进设计思想。

　　包括HTY-5在内，所有的西方式早期三代弹射座椅都存在一个非常致命的设计缺陷：高速飞行时的稳定性非常差，极易使飞行员在高速弹射时受伤、死亡。美国海军统计了1976-1989年间的弹射事件，其中弹射速度超过926公里的弹射共计10人;就在这10人中，伤亡高达6死2重伤，只受到轻微伤害的仅有2人。






　　HTY-5的动力火箭，装在椅背的外侧

　　而HTY-5的救生性能，并未超过美国海军这一时期所采用的装备水平。尤其是在一些对材料、工艺、设计要求较高的方面，HTY-5受制于国内工业和科研基础还要弱一些，比如救生伞的最大开伞速度等性能。

　　因为一直找不到突破的方法，西方在弹射救生理论中长期认为，敞开式弹射座椅的速度极限不能超过1100公里/小时，这也成为了HTY-5设计时的指标极限。而美国更是在1984年下定了巨大的决心，展开了新的研制规划，要把弹射座椅的最大救生速度做到1300公里/小时。

　　然而苏联人早已看穿了一切，装备于苏-27/米格29的K-36弹射座椅具备极其出色的高速稳定性设计，其最大弹射速度可以达到1400公里/小时。时至今日，除了K-36座椅自己的山寨仿制货;仍然没有任何一型西方式的弹射座椅，包括F-22的座椅在内，能在高速弹射救生领域与之一战。


　　很多人误以为弹射座椅是靠火箭动力出舱的，其实它是用活塞弹射筒给弹出去的。依靠火箭做二级动力，弹射座椅才能在人受得了的情况下飞更高;这就是所谓零高度、零速度弹射的性能突破。00弹射，只是第二代弹射座椅的标准，真的不是什么先进能力

　　首先最容易理解的就是高速气流的吹袭，如果不加以固定和约束来保护的话;高空速度达到873公里/小时(文献中压力3700公斤/平米，计算出高度6500~7000米间;若在海平面只需619公里/小时)以后，不到0.1秒就能让髋关节完全外展。一个身强体壮的毛腿大汉，在瞬间(不到0.1秒，人体视觉都看不到过程)被人强掰M字大开腿或者一字马到底无法反抗，是一种怎样的感悟?这可真是个知乎体的好问题。

　　虽然现代弹射座椅都会很有情趣的用约束带绑住飞行员的腿，用铁架子(限臂器向下偏转)挡住飞行员的手;但在实际高速弹射中，仍然无法阻止飞行员的肢体甩打。高速弹射失败中最重要的死因，就是座椅弹出座舱后受到巨大的气动阻力，带着飞行员在空中以很大过载进行减速时，又极其剧烈的朝各个方向进行翻滚;同时肢体和头部受气流吹袭和翻滚的作用，猛烈的扭曲甩打造成头、脖子、胸部的严重外伤。


　　注意卡住飞行员小腿的束缚机构，大腿边上有挡板，肩臂不仅有挡板还添加了阻拦网

　　事实上西方三代弹射座椅的稳定设计快速发展是在90年代以后，当时他们已经获取了苏联K-36座椅的资料和实物，美国还与俄罗斯进行了K-36的联合改进研制。包括HTY-5在内，西方早期三代弹射座椅对高速稳定性并非没有考虑，但具体设计往往并没有什么........用。例如HTY-5的稳定设计有两个，一个是7米长的稳定绳，对座椅弹射出座舱的过程有一定效果;另一个是在座椅的背后，有一个两点连接式的稳定伞。

　　由于稳定伞始终处于座椅背面的紊流区内，它事实上不能起到有意义的效果。这一点最早在试飞鉴定中被确认：“高速弹射试验中人椅系统稳定性较差，三向角速度值较大且变化剧烈，应采取措施，提高座椅在高速状态下弹射时人椅系统的稳定性。”当时的弹射速度还不到1000公里/小时。


　　F-35弹射座椅的稳定伞，HTY-5设计与之非常类似


　　HTY-5

　　后来研制单位在全国安全救生学术交流会上也坦承，HTY-5的稳定伞“有一点点偏航稳定效果，高速时基本起不到偏航稳定的作用”;而且座椅朝各个方向翻滚时的角速度“最高达到1350度/秒，这种情况下飞行员即使生还，其受伤概率也一定是很高的”。这意味着飞行员会在瞬间峰值达到35~40倍重力、而且重力方向不断急剧变化的情况下，维持2~2.5秒的高倍重力急剧减速状态，每秒钟还要转上接近四圈，已经严重超出了美国海军标准中的安全极限(1000度/秒)。

　　目前HTY-5目前的救生成功率仍然维持在100%，关键原因在于现阶段歼-10的坠机事故几乎全部来自发动机失灵;飞行员仍然对弹射时机有很大的控制能力，可以降低到安全速度范围内弹射。如果真进行900公里/小时以上的高速弹射，以HTY-5在鉴定试飞中的表现，不会比美国海军统计中的60%死亡率低。


　　这张图其实已经将K-36的高速稳定设计几乎全部展示了

　　2009年HTY-5的电子控制器进行了一次技术升级，进一步优化了低空救生能力;但并没有改进座椅基本设计、强化高速稳定性的公开消息。而我国二代机(包括飞豹系列)上装备的通用型HTY-6座椅，由于性能定位较低，则完全没有稳定性设计。

　　当然时代总在进步，HTY-5毕竟是我国第一次自研弹射座椅，加上80年代确实没有什么技术底子，性能上存在较大局限性才是合理的情况。而且从低空救生能力来说，HTY-5的表现是可以赞同的。在国内新一代弹射座椅的研制虽然目前公开的资料很少，但从对于稳定性设计的特征点披露来看，它对于K-36座椅的核心设计优点基本都进行了继承。

　　实际上说得比较赤裸一点的话，不排除是在K-36平台的基础上，修改具体结构(比如座椅角度)、弹射方式(比如抛盖改穿盖)、强化控制系统，甚至添加主动飞行控制能力等等。在国内的新研制机种里，值得如此下本的应该也只有歼-20了;具体新一代座椅的性能将会进步如何，还有待日后的资料披露。

　　笔者不喜欢讲情怀，作品中所有性能数据等信息均源于已公开发行的专著和文献，任何人均可在新华书店和知网/万方/维普中查询、购买。

　　本文涉及到的资料，部分如下：
　　《某型弹射座椅鉴定试飞技术》
　　《现代火箭救生技术概论》
　　《弹射座椅的发展趋势》
　　《提高弹射救生安全性的探讨》

　　歼-20弹射座椅哪家强?改进型K-36座椅才是未来的最佳选择

　　从目前歼-20曝光照片中的座舱细节研判，目前歼-20采用的弹射座椅头靠下方没有出现稳定杆容纳筒，而且角度也较为接近歼-10上的22度设计。结合一些我国下一代弹射座椅发展方向(强化稳定性设计，几个结构特征点例如挡流板、抬腿机构等特征与K-36高度一致)的资料，基本可以确定现阶段歼-20采用的仍然是歼-10上的HTY-5弹射座椅。


　　然而对于强调超声速巡航、高速飞行时间比例前所未有的四代机来说，HTY-5由于稳定性设计不足引起的高速救生能力缺陷是无法弥补的。而在目前来说，全世界范围内，只有苏-27系列的K-36座椅稳定性设计是最可靠、最成熟、性能最优越的。

　　无论是从技术角度来分析，还是考虑到我国已经引进K-36座椅多年并将其国产化的背景;与其最后在HTY-5的基础上改进出一款类似K-36座椅稳定性设计的产品，不如直接在K-36座椅上进行改进，协调座椅靠背的后倾角度、强化开伞控制系统。

　　从莱特兄弟的飞行者一号算起，人类的航空时代不过一百一十多年。在航空史上，还从来没有过其它的任何一款设备，能够达到苏联K-36弹射座椅在高速救生领域的成就。虽然即使在当时也没有世界一流的材料与工艺，但K-36座椅依靠着极为出色的基本设计，即使已经过去了五十年，在性能上依然压制着整个地球的同类产品——包括F-22采用的弹射座椅。


　　美国对K-36座椅的测试，前方防护板伸出，手肘处限臂器挡板放下，座椅两侧稳定杆伸出，注意飞行员的腿被抬高了

　　K-36座椅研制于上世纪60年代，苏联在吸取大量事故经验以后，将新一代弹射座椅的设计核心锁定在了两个方向。第一个方向与西方相同，也是第三代弹射座椅的共同标准：根据具体的弹射情况，比如高度、速度，灵活的调整开伞动作与时机;保证即使是在低空低速、飞机处于极端不利(飞机有很大下沉速度、侧翻、倒扣)的情况仍然有很强的救生能力。在这一方面，K-36同样非常优越;即使是在采用了带有0.3~0.4秒延时的抛盖弹射方式以后，它的低空低速救生表现依然令人叹为观止。

　　尤其是K-36的救生伞和开伞设计也非常先进。它的ПСУ-36救生伞采用了开缝结构，由8个对称开缝实现高低速双模工作：低速时开缝很小，救生伞特性与未开缝、未收口的降落伞接近，阻力大，减速快，很低的高度就能进行安全救生。而高速时，开缝会在大速压下强制打开，直接排出一部分气流来减少开伞载荷，避免损坏。


　　ПСУ-36救生伞

　　ПСУ-36救生伞的最大开伞高度达到6000米，最大开伞速度达到650公里/小时。而歼-10采用的HTY-5最大开伞高度4000米，最大开伞速度600公里/小时。飞豹、歼八等二代机采用的HTY-6座椅最大开伞高度和速度则仅有3000米、520公里/小时。

　　而K-36座椅的第二个设计方向，是西方所根本没有想到、也没有做到的;就是将弹射座椅作为一个独立的飞行器看待，采用特殊的设计使座椅弹射出座舱以后能够大幅改变自身的气动外形，形成稳定可控的飞行状态。在这个基础上，K-36得以极大程度的缓和了弹射座椅在减速过程中对飞行员形成的巨大过载，而且极大的缓和了高速气流对飞行员的吹袭伤害。这就是K-36座椅在高速救生领域独步天下的秘诀。而类似的将弹射座椅作为独立飞行器、实现飞行姿态能主动控制的思路，已经是第四代弹射座椅的性能特征——迄今为止，人类尚未完全研制成功这一级别的产品。最为接近的三代半座椅，仍然是K-36家族的最新改型。


　　K-36座椅，注意大腿的托架，弹射时会举高。头靠两侧的圆筒里藏着收拢状态的稳定杆

　　K-36座椅的气动控制设计分为两个部分，气流防护系统与姿态稳定系统。气流防护系统有两个作用，首先是减弱高速气流对飞行员吹袭，其次是减小座椅的整体阻力，避免减速过于急剧，超过飞行员生理承受能力的极限。

　　高速气流具备非常大的能量和破坏性——爆炸形成的冲击波从本质上讲，就是气流的高速运动。当飞行员暴露在高速气流中时，即使是佩戴有护目镜、氧气面罩;仍然非常容易被气流吹伤面部、顺着呼吸和消化系统结构吹伤肺部以及食道肠胃。

　　K-36的气流防护系统由导流板、抬腿机构、限臂器挡板三者共同组成。在弹射时，导流板和抬腿机构都会升起，导流板和限臂器挡板会挡住相当一部分迎面气流，使其绕开飞行员的头胸部和手臂;而抬腿机构会抬起飞行员的大腿向上太高，减小迎风面积。K-36D在1352公里/小时下的减速过载，仅与美国第三代ACESII座椅(装备F15等)在833公里/小时下相当;而同一款座椅在1352公里/小时下的受力，几乎三倍于833公里/小时。


　　K-36的稳定杆/伞系统如何避开座椅后方的紊流区，这个角度更直观

　　K-36D不仅高速过载低，而且姿态稳定性非常好。这得益于它采用了两根伸开后长达1.8米的稳定杆、以及可旋转的稳定伞系统。两根稳定杆在航向基础上外展15度，使稳定伞处于椅背后的紊流区以外;不论姿态如何变化，始终有一根的稳定功能处于强而有效的状态下，能够迅速把座椅拽回正常姿态。这使K-36D座椅能够始终保持着“立姿”状态，这个状态下减速过载的方向始终是飞行员的胸背方向，人体耐受能力最高，受伤几率最小。

　　K-36座椅的性能之优异，就连美国也心服口服赞不绝口，以至于在90年代联合俄罗斯研发K-36座椅的改进型，并参加其下一代战斗机的竞标。这一项目下催生的K-36D-3.5座椅，一改俄式装备粗重、控制功能简单的劣势，集俄美之长获得了部分四代弹射座椅的性能，是现在世界上最先进的型号。

　　K-36D-3.5的改进主要来自三个方面，首先是重新设计了一遍结构，采用新的材料和工艺;这使它在增加了不少部件以后，总体尺寸更小，重量大幅减轻25公斤，而且座椅靠背角度可调，可以装备在更多飞机型号上。尤其是新火箭包通过改进燃料配方和工艺，其寿命和整个座椅相等，维护成本比原来K-36低得多。


　　K-36-D-3.5弹射座椅，看上去就瘦了很多

　　其次K-36D-3.5大幅改进了控制系统等机构的性能，开伞速度反应极快。新的电子程控系统中预备了高达50种弹射模式，在弹射瞬间会根据飞机总线上提供的7种参数进行选择，实现开伞高度、时间的最优化。比如在速度小于等于650公里/小时(可以直接开救生伞)，飞机的侧翻角度大于90度时，K-36-D-3.5的主动力火箭包就不再工作，避免形成高度损失。

　　同时K-36-D-3.5还在头靠部位增加了两个姿态调节火箭，喷口指向两侧;这样在飞机处于侧翻弹射状态时，朝下的姿态火箭就会启动，帮助弹射座椅往高处飞，获得更大的开伞高度。依靠开伞程序优化和姿态主动控制能力，它的低空低速射伞时间从0.7秒缩短到了0.2秒;飞机在287公里/小时下倒飞弹射的高度从100米缩减到了50米。
　　


　　K-36D-3.5与K-36D在287公里/小时速度下的倒飞弹射性能对比


　　虽然和四代弹射座椅的完整主动控制飞行能力比起来，三代半型号的K-36-D-3.5性能还有所不足，但其技术水平已经遥遥领先其它任何一种现役座椅。K-36座椅所达到的成就，早已超越了时代、国籍与政治意识形态，已经不仅仅是用“苏联航空工业史上一项无可比拟的荣耀”可以形容，它足以证明人类的智慧与牺牲相凝结，在飞行事业发展中能绽放出怎样璀璨的光芒。

soontian

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