战斗机自主式逃生系统

刘鑫

南昌航空大学学生330000

随着第四代的战斗机的诞生与发展，空战也便成为战争的主体部分。然而，随着航空电子技术的迅猛发展，未来战场变得更加恶劣和复杂，各种新型雷达，先进探测器以及精确制导武器的问世，对军用飞机构成了极为严重的威胁，因此，除了提高军用飞机的生存力和战斗力之外，一个具有安全保障的逃生系统也变得十分重要，正如人们常说，培养一个优秀的飞行员往往比一架飞机的造价还要高，如何保障飞行员的人身安全也成为一个十分重要的问题，下面，我为大家介绍一种战斗机自主式逃生系统。

我们知道，飞机最初运用于战争是在一战时期，那时飞行员跳伞反而成功率较高，原因很简单，较低的速度，能让飞行员有比较好的跳伞环境，到了第二次世界大战时期，此时飞机速度都达到了400-600公里/小时，这时候的战斗机已经有了封闭的驾驶舱。在很多情况下，飞行仓盖并不能及时打开，在分秒必争的逃生环节，这样的障碍是十分危险的。

二战后到50年代，弹射座椅的发明使得飞行员求生率大大提高，即飞行员可依靠弹射的方式逃生。飞机已经处于低空低速的情况下，仍旧有足够的高度完成开伞逃生。这一代弹射座椅，也被称作零-零弹射座椅。即在0高度0速度下，亦可完成逃生。我国比较有代表性的歼20，运用了爆破玻璃的技术，使得弹射成功率大大提高。

然而，纵观战斗机逃生方式的历史变迁，始终是以人椅弹射为研究方向，目前的技术勉强保障了人弹射出机，但是出机之后是否就安全了呢，显然并没有，这对飞行员的身体素质是个巨大的考验，再者如今空战多在海上，在枪林弹雨的战场，当飞机被击中后，弹射出舱的飞行员也便成了活靶子，面对舰艇上密集高射炮的扫射，面对交战双方敌机的机枪疯狂开火，飞行员可谓是九死一生，就算飞行员平安落地，却给营救带来诸多困难，稍有不慎，就会落入敌手，这不仅对飞行员的生命安全是极大的威胁，也对国家信息安全也是一个潜在隐患。

那么，如何解决这个问题呢？

我给传统的逃生方式取了一个不恰当的名字，叫做被动式求生法，因为弹射出舱后，飞行员就失去了主动权，降落伞会不会出问题，他会不会被打中，落到地面和海面后是不是安全，会不会被抓，救援人员能不能准确定位将之救出并安全返回，这一切都是未知数。而解决这些种种问题只有一个办法，那就是化被动为主动，也就是此文所说的自主式逃生系统。

何为自主式逃生系统，就是你与飞机分离后，你可以决定自己要落到哪，你可以决定自己要落多久，你甚至可以在被击落后还能完成一系列任务，而做到这些的根本原理，你具有能量，你分离时具有的动能和所在高度的势能，由统计数据可知，重量约20000kg第三代飞机空战的高度大约在6000-8000米，第四代机达到10000米，其速度约为300m/s由动量定理以及位能的计算可知，飞机的能量为这个能量也许跟发动机的能量相比简直不值一提，所以人们往往会将之忽略，而使得危急时刻如此一点宝贵的能量，被浪费于使空气摩擦生热之中，但是就是这个不起眼的能量能使信天翁在天上不扇动翅膀滑六天，当然这不排除有洋流的影响，但是这的确是一笔可观的能量。那么如何将这比能量运用下来呢。

前面已说到滑翔这个词，那么，通过把降落改为滑翔这一形式，也就能够把跳伞时的机械能充分利用，这个能量可以带你去你想去的地方。但是，把一个滑翔机塞到机舱里，这不现实，可不可以直接把驾驶舱与机身分开呢？

我们知道，空战时飞机被击中的部位往往不是机头，因为机头只占整个飞机的一小部分，所以当飞机不幸被击中时，如果机头与机身分离，就能达到安全脱离飞机的目的，我们知道，一些最昂贵复杂的设备都在机头，而武器燃油都在机身，倘若飞机在不幸中弹时我们能够保证机头以及其设备的安全，那岂不是不幸中的万幸，而且倘若机头与人一起可控着陆，就完全避免和消除了人在弹射出舱时的各种故障和危险，并且由于舱体的保护，也避免了降落过程中机枪对人的威胁，这样，可使整个逃生过程的危险率大大降低，那么，怎样实现机头和机身的分离呢？

首先，在飞机制造的过程中，机头与机身作为两个部分分别加工完毕，其次，再通过连接装置将二者连接起来，但是二者连接处并非为平面，而是机头后部凸出，机身前部凹进，这样有利于机头分离后减少压差阻力。如图当然此连接装置强度得有，但是这个难度并非很大，因为机头本身质量较轻，体积较小，其受重力大约为2000kg并非特别巨大，组装好以后，在连接处装上火箭或炸药，同时在机头与机身控制处装上切断装置，在机身相应部位装上传感器，如热敏传感器，压敏传感器等，当机身发生燃烧或爆炸时，机身和机头间的连接装置打开，同时，火箭或炸药引燃，将机头向前抛出，由于机头被抛出后升力迅速减为0，所以机头会迅速往下坠，下坠加速度但机身还有升力，会继续向前飞，因为那一瞬间机头的水平速度大于机身的水平速度，所以避免了机身与机头再次相撞去情况。除了靠一系列传感器控制分离以外，飞行员也可自己启动分离装置，这样可避免仪器失灵不能启动分离系统的风险，分离问题得以解决。那么分离之后该如何实现安全着陆呢？

此时伸出的机翼较小，通过尾翼产生力矩，将垂直的能量改为水平方向速度，而后通过拔高高度将水平动能转化为位能，当速度减小至适宜速度，机翼与尾翼完全展开，至此飞机便进入了滑翔状态，因为机头本身就具有良好的气动外形，为滑翔奠定了一个好的基础，由于机头的重量占整个飞机的重量比例小，所以就算是翼展较机头而言显得庞大，但整体而言体积并非很大，其滑翔速度虽然比飞机飞行速度慢了许多，但是跟弹射后用降落伞降落相比，其优越性显而易见，飞行员通过对操纵面的控制得以迅速逃离战场，再者，机头可携带小型动力装置，如微型火箭，以增大其航程或控制其速度，最终回到自己的驻地（机场或航母）

在此过程中，飞机机头也可携带小型机炮进行自卫，也可将多余的位能转化为其他形式的能量（如电能或势能）储存起来，以便增加其航程，飞机飞到目的地或者被迫着陆时，飞机底部的气囊与后部的减速伞打开，以便于安全着陆。着陆后，机翼尾翼重新收回，即使在海上迫降，底部气囊也可提供足够的浮力等待救援，亦可携带小型动力装置，使其在海上具有活动能力。并且机头上带有降落伞，防止滑翔过程中，滑翔机制被损坏或弹射后滑翔装置未进行正常工作而进行安全着陆，如此，便可使着陆的安全性大大提高。

然而，有人会问，倘若飞机需要逃生时的飞行高度不高，这该如何安全逃生呢，但是此种逃生方式并不影响传统的逃生方式，也就是说，当逃生高度不够时亦可以采用弹射出舱的方式逃生。因为此时飞机的飞行速度并不高，所以弹射出舱的危险系数也比较低。

逃离后的飞行员具有自主选择逃生路线的能力，由于滑翔机滑翔的航程较远，飞行员甚至可以完成一项或几项任务。倘若真的有那么不幸，滑翔机被敌方击中，飞行员仍可以抛掉机翼与尾翼，打开机头前面的降落伞进行降落，倘若机头受到严重的损害，飞行员还可以通过弹射出舱的形式求生，如此三重保险，会使飞行员的逃生率大大提高。

综上所述，该逃生系统为新式战斗机飞行员提供了良好的安全保障，以达到人机俱强的目的。