直10为何不用俄弹射救生技术 卡52飞行员死亡率更高

2017年01月25日 11:31 新浪军事 微博
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  图:中国近年来直升机发展速度很快,陆航有大量新型直升机服役

  在泉州直升机坠毁事故中,有不少人疑问飞行员为何不弹射跳伞。事实上目前仅有俄罗斯卡50/52直升机具备类似的设计。而国内和欧美的直升机,由于都采用的是被动的抗坠毁/缓冲吸能救生设计,在遭遇紧急情况时,飞行员都没有紧急离机的能力——特别是武装直升机。

  美国作为世界上直升机装备数量最大、大规模使用经验最多、直升机研发水平最好的国家,在上世纪60年代展开了大量的应急救生研究和验证机实际试验——很大一部分是出于越战中直升机被大量击伤击落而引发的需求。

 

 图:各类牵引救生离机

  当时美国的研究主要集中在两个方向上,其一是类似低速飞机,将60年代开发的扬基火箭牵引救生技术用上去,把飞行员从直升机里拖拽出来再打开降落伞。卡50/52后来的救生思路就是这个方向中,直升机飞行员向上离机的思路;此外还有把飞行员从水平方向,弹射牵引出去的思路。

 

  图:UH-1和CH-46直升机的救生舱救生,做过大量试验,但

  而另一个大方向,是从直升机结构上入手;把乘员舱和其它部分给分开兼作救生舱使用,一旦遭遇事故,就用爆炸索把旋翼、油箱和所有能抛弃的结构全部炸开;然后救生舱会弹射出大面积的降落伞,携带飞行员或者其它成员缓缓坠向地面。

  由于直升机本身的特殊性——包括乘员舱上高速旋转的旋翼难于处理,飞行员弹射救生难以获得干净安全的弹射通道(即使炸掉旋翼和直升机的连接部分也是如此);大量直升机事故发生的高度非常低,救生舱开伞起不到什么效果等原因,最终这些救生设计在目前的主流直升机中都没有得到实用化。

  图:卡50/52的火箭牵引座椅K-37。炸断旋翼以后,主轴、桨毂依然是对飞行员的严重威胁,这和战斗机上完全不同。因此直升机火箭牵引救生,必须让飞行员朝前上方脱离飞机,注意前倾设计的牵引火箭。
  图:严格的说,k50/52采用的不是弹射座椅救生,而是上图的火箭牵引救生原理

 

  图:火箭牵引系统最早由美国在60年代发明,这是扬基系统的弹射试验照片,目前它广泛引用在美欧低速飞机上

 

  图:卡52弹射测试,这个测试环节中没有处理旋翼的部分。另外卡52用的是类似战斗机穿盖弹射的方式,不需要抛除座舱盖,是直接炸掉座舱盖玻璃的——这也意味着卡52的座舱玻璃防护能力很低,对于武装直升机来说这是非常大的防护性能代价

 

  图:牵引火箭飞出座舱外点火
 图:飞行员被牵引出座舱

 

  图:初教7的SQZ-1火箭牵引系统中的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。

  而卡50/52采用火箭牵引救生,有一个非常重要的背景是不能忽视的——那就是卡莫夫设计局的型号装备历史。卡莫夫设计局历史上一直擅长于——或者说局限于共轴布局直升机设计,其常规布局直升机K-60的技术源于法国海豚。

  共轴直升机由于上下两组旋翼的旋转方向完全相反,因此它们对机身带来的旋转趋势正好互相抵消,不需要额外的尾桨来维持机身平衡,因此可以避免7-12%的功率损失。由于尾巴可以做的很小,机身重量也更轻。加上有两幅主旋翼带来的桨盘面积翻倍效果,共轴直升机可以在只用常规布局直升机70~80%的情况下,获得起降和悬停能力上17~30%的增强。

  因此共轴直升机虽然存在上下桨叶相互撞击的致命隐患,但是在严格控制设计吨位、最大飞行速度、最大机动性,保证飞机处于安全使用范围内的情况下时;它对甲板空间占用特别小的特性,使得它极其适合军舰使用。因此卡莫夫设计局的产品绝大多数都是海上使用的。

  而直升机在水面上坠落时,飞行员基本上特别难以逃生。包括水压高于座舱内气压,从内部难以打开舱门;以及直升机入水以后,往往会伴随激烈的翻滚和倾覆;这些问题,都只有飞行员在入水前离机才能得以彻底避免。

  图:卡52近些年的一次坠毁,一名飞行员当场死亡,另一名几天内伤重不治

  从截止到现在为止的直升机使用历史上,被动抗坠毁救生和火箭牵引救生两者相比,前者已经能在总体坠毁事故中做到85%的救生率,而且造价低廉,所需体积和重量很小;特别是由于避免了大量火工爆炸品的使用,平时的维护工作便宜且安全性好。

  而直升机火箭牵引救生,目前尚处于非常不成熟的阶段;卡50/52直升机在近些年来的多次坠毁事故中,飞行员死亡的几率非常高,其救生系统的总体效能显著低于主流设计。

  因此在可以预计的未来,中国直升机救生思路,依旧将会在被动抗坠毁/救生方向上发展,这和以美欧为代表的世界主流直升机设计思路是一致的。火箭牵引一类的离机救生设计,何时才能进步成熟到能在直升机上可靠的实用,目前还无法判断。(作者署名:候知健)

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