?直升機(jī)飛行員如何火線逃生?
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- 發(fā)布時(shí)間:2017-10-30 14:04
特殊狀況:可機(jī)毀人亡
1 月 19 日,我駐閩陸航某團(tuán)一架直升機(jī)在組織夜間飛行訓(xùn)練時(shí)墜毀,2 名飛行員不幸犧牲。留下無盡哀思的同時(shí),“直升機(jī)發(fā)生事故時(shí)飛行員如何逃生”等問題也引起了人們關(guān)注。
對此,一位不愿透露姓名的陸航專家告訴記者:“一般來說,發(fā)動(dòng)機(jī)故障是導(dǎo)致直升機(jī)失事的主要原因,當(dāng)然也受低空飛行時(shí)復(fù)雜天氣條件和地面障礙物影響。而且,由于飛行高度低、作業(yè)環(huán)境復(fù)雜等特點(diǎn),直升機(jī)的夜航和白天完全不同,風(fēng)險(xiǎn)也較大?!?/p>
這位專家解釋說,首先,直升機(jī)的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)是現(xiàn)有載人航空器里最復(fù)雜的。由渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)通過變速箱帶動(dòng)主旋翼,而且還要通過漫長復(fù)雜的傳動(dòng)軸帶動(dòng)后方翹在尾巴上的尾槳運(yùn)動(dòng),單就這樣復(fù)雜的動(dòng)力結(jié)構(gòu)就很讓人頭疼。其次,直升機(jī)在低空飛行更容易出事,因?yàn)榈涂战咏鼘α鲗?,是大氣活?dòng)最劇烈的地方,受天氣影響非常大。最后,直升機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)上的巨大旋翼也是容易發(fā)生事故的地方,龐大的旋翼飛速旋轉(zhuǎn),無論撞上什么障礙物都難以避免機(jī)毀人亡的慘劇。尾巴上的尾槳在低空轉(zhuǎn)向的過程中也非常容易和樹梢、高壓線等物體撞在一起,導(dǎo)致難以彌補(bǔ)的后果,尾槳一旦斷裂,將導(dǎo)致直升機(jī)徹底失控。“直升機(jī)的夜航飛行較固定翼有許多不同,在實(shí)際操作中應(yīng)更加注意。”該專家表示,由于直升機(jī)飛行高度低、作業(yè)環(huán)境復(fù)雜等特點(diǎn),夜航更加依賴于良好的外部環(huán)境條件。而且,直升機(jī)出現(xiàn)特殊情況需要立即著陸時(shí),相對晝間飛行,更難確定風(fēng)向、風(fēng)速和選擇適當(dāng)?shù)闹扅c(diǎn)?!?/p>
直升機(jī)飛行員堪稱當(dāng)前世界上最危險(xiǎn)的工作之一,伊拉克和阿富汗戰(zhàn)場更是被稱為美軍直升機(jī)飛行員的“墳場”。那么直升機(jī)被擊中或遇到無法逆轉(zhuǎn)的機(jī)械故障時(shí) , 飛行員到底如何火線求生?
主動(dòng)“彈射”:效能低風(fēng)險(xiǎn)高
在人們印象中 , 武裝直升機(jī)是威風(fēng)凜凜的“空中鐵馬”與“坦克殺手”。但實(shí)際上,直升機(jī)飛行高度低、速度慢,戰(zhàn)場生存能力相對較弱,在面對突發(fā)事故時(shí),飛行員生存率不及固定翼飛行員的十分之一。
為了在戰(zhàn)斗或飛行事故中盡可能挽救飛行員的寶貴生命,各軍事強(qiáng)國投入了大量科研力量和資金,研究直升機(jī)抗墜毀能力和飛行員逃生裝備。
直升機(jī)的飛行原理主要是依靠機(jī)頂上的旋翼和機(jī)尾的尾槳為其提供升力并控制方向。正是因?yàn)闄C(jī)頂旋翼的存在,導(dǎo)致直升機(jī)一旦發(fā)生事故,并不能像固定翼戰(zhàn)機(jī)一樣直接彈射,而是要先炸掉旋翼和座艙玻璃,隨后飛行員再彈射出艙。這種逃生方式,我們稱之為“主動(dòng)逃生”。
彈射救生措施是最主動(dòng)的理想救生措施。彈射救生系統(tǒng)主要由彈射控制系統(tǒng)、降落系統(tǒng)和個(gè)人救生包組成。在當(dāng)前世界現(xiàn)役直升機(jī)中,只有俄羅斯敢為天下先,其裝備的卡 -50“黑鯊”和卡 -52“短吻鱷”兩款直升機(jī)采用了 K-37火箭彈射救生系統(tǒng) , 該系統(tǒng)包括彈射火箭、座椅、降落傘等。座椅底部還裝有救生筏、醫(yī)療袋等救生物件和一個(gè)無線電信號(hào)機(jī)。
當(dāng)飛行員執(zhí)行彈射操作時(shí),旋翼間的爆炸螺栓會(huì)將所有旋翼炸斷彈開,座艙蓋玻璃也被炸掉。隨后,座椅上方的彈射火箭點(diǎn)燃,將飛行員牽引出機(jī)艙約40 米的高度。在下降過程中降落傘自動(dòng)打開,此后,飛行員將以不到 7 米 秒的速度降落在地面,完成逃生。
不過,直升機(jī)的主動(dòng)逃生裝置,在操作性和安全性上都存在不小隱患。一方面,直升機(jī)存在扭矩的問題,即機(jī)身同旋翼共轉(zhuǎn),靠尾槳來保持平衡,但直升機(jī)失事后機(jī)身往往無法保持平衡,因而很難具備進(jìn)行彈射的角度要求;另一方面,直升機(jī)彈射時(shí),必須首先炸掉旋翼,而這一過程本身就十分危險(xiǎn)。
抗毀“迫降”:被動(dòng)卻很實(shí)用
當(dāng)今絕大多數(shù)直升機(jī) , 包括美國長弓“阿帕奇”攻擊直升機(jī)等都是不安裝主動(dòng)逃生裝置的。
那么,不安裝主動(dòng)逃生裝置的直升機(jī)是否就意味著對飛行員的不負(fù)責(zé)?其實(shí)不然,除“主動(dòng)逃生”外,還有一種逃生方法叫“被動(dòng)逃生”,即通過起落架、機(jī)身、座椅的耐墜吸振能力來吸收沖擊波 , 并加之無動(dòng)力自轉(zhuǎn)著陸。直升機(jī)的機(jī)艙可以看作是一個(gè)保護(hù)艙,旋翼就是降落傘。這種保護(hù)機(jī)組人員的原理和 F1 賽車被撞得變形但駕駛員并無大礙相似。
從上世紀(jì) 50 年代開始,美國就在直升機(jī)抗墜毀能力方面展開研究,并在70 年代公布了《輕型固定翼及旋翼飛機(jī)救生性標(biāo)準(zhǔn)》以及《抗墜毀不彈射成員座椅系統(tǒng)軍用規(guī)范》,從而確定了“美國設(shè)計(jì)的武裝直升機(jī)以 12.8 米 秒的速度垂直墜落時(shí),保證飛行員有 95% 的存活概率”這一嚴(yán)格要求。從當(dāng)前直升機(jī)生產(chǎn)領(lǐng)域來看,只有美國能實(shí)現(xiàn)這一抗墜毀指標(biāo)。
例如美國的黑鷹直升機(jī),采用了當(dāng)前各國武裝直升機(jī)普遍采用的“跪式起落架”,其在墜毀時(shí)能吸收近 60% 的沖擊能量,這是第一層防護(hù);其次,利用機(jī)體的抗墜毀設(shè)計(jì)減緩機(jī)體沖擊力,這是第二層防護(hù);最后,由裝甲椅盆、能量吸收器、坐墊、約束系統(tǒng)組成的防彈抗墜毀座椅,為飛行員提供第三層防護(hù)。
這三重防護(hù)共同為直升機(jī)飛行員的生命安全提供保障。盡管直升機(jī)墜地后機(jī)體和系統(tǒng)遭到極大的破壞,但換來的卻是乘員在危險(xiǎn)環(huán)境中得以生存的機(jī)會(huì)。
未來發(fā)展:科技決定主動(dòng)還是被動(dòng)
對比“主動(dòng)逃生”和“被動(dòng)逃生”兩種逃生方法,世界上絕大多數(shù)直升機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)更傾向于后者。這其中主要是從以下幾個(gè)方面考慮:
一是針對直升機(jī)的任務(wù)要求。直升機(jī)作為“樹梢殺手”通常在低空飛行,因此其對彈射逃生的需求并不像固定翼戰(zhàn)機(jī)那樣迫切。此外,直升機(jī)因動(dòng)力限制,本身載重量就不大,若再加入彈射裝置,會(huì)大大占用任務(wù)載重,從而降低直升機(jī)的任務(wù)利用率。
二是直升機(jī)自轉(zhuǎn)下滑是一種通用且安全的救生方式。直升機(jī)分為有動(dòng)力旋翼機(jī)和無動(dòng)力旋翼機(jī),也就是說即使失去動(dòng)力,直升機(jī)也是能夠一定程度上保持飛行的。自轉(zhuǎn)下滑是直升機(jī)飛行員必須具備的能力 。
三是控制著陸姿態(tài)保持垂直著陸是關(guān)鍵的自救措施。直升機(jī)尤其是軍用武裝直升機(jī),結(jié)構(gòu)抗墜毀設(shè)計(jì)較為成熟。我國的直 -10 武裝直升機(jī)曾經(jīng)在試飛時(shí),旋翼系統(tǒng)失效,從 2000 米高空墜落。飛行員沉著冷靜地把直升機(jī)姿態(tài)從底朝天調(diào)整為底部朝下墜地,最終機(jī)組全部獲救。
因此,直升機(jī)在遇到事故時(shí),除非是面臨爆炸危險(xiǎn),才會(huì)選擇“主動(dòng)逃生”。
否則,隨直升機(jī)迫降到地面的“被動(dòng)逃生”方法是更加穩(wěn)妥安全的選擇。
當(dāng)然,選擇“被動(dòng)逃生”并不是全盤否定“主動(dòng)逃生”的優(yōu)點(diǎn),只是在當(dāng)前技術(shù)水平的限制下,“主動(dòng)逃生”并不能達(dá)到人們所預(yù)想的那樣成熟高效。
或許,在不遠(yuǎn)的將來,隨著微電子技術(shù)、材料技術(shù)、機(jī)械制造技術(shù)的進(jìn)步,未來的直升機(jī)上,配備具有人工智能的彈射救生系統(tǒng)將成為可能。到那個(gè)時(shí)候,“主動(dòng)逃生”技術(shù)會(huì)被更加廣泛地運(yùn)用。不過在此之前,保護(hù)飛行員安全、防止直升機(jī)意外事故發(fā)生,歸根到底還是要依賴我們精密細(xì)致的地勤維護(hù)和嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的飛行操作。
