敞開式座艙（open cockpit）中的飛行員直接暴露在空氣中，實質上指的敞開式彈射座椅，指在應急情況下，通過彈射動力裝置將飛行員連同其乘坐的座椅一起彈射離機。飛行員穿著個體防護裝具直接暴露在空氣中，經過一段時間的穩定減速，並達到允許的開傘條件後，按照預定的程式控制人椅分離，打開救生傘實現安全救生的彈射救生系統 。
基本介紹
- 中文名：敞開式座艙
- 外文名：open cockpit
- 別名：敞開式座椅、敞開式彈射座椅
- 性質：一種彈射救生系統
- 一級學科：航空科技
- 二級學科：航空醫學
研製歷程,第一代,第二代,第三代,第四代,工作程式,性能要求,
研製歷程
第一代
第一代敞開式彈射座椅的發展時間大約從20世紀40年代中期到50年代中期，又稱為彈道式彈射座倚，即利用滑膛炮的原理把人和座椅作為“炮彈”射出飛機座艙，然後使人椅分離打開救生傘，它主要解決了飛行員在400km/h以上的較高速度條件下的應急離機問題，例如，英同的MK-1、MK-5，蘇聯的米格-15、米格-17飛機上的彈射座椅由於受人體生理耐限的限制，無法解決零-零彈射和跨聲速彈射的問題。
第二代
第二代敞開式彈射座椅的發展時間大約從50年代中期到60年代中期，稱為火箭彈射座椅。它的主要特徵是把火箭作為彈射座椅的第二級動力，在第一級動力彈射機構作用下把人一椅系統推出座艙後，再南火箭繼續推動人-椅系統向上運動，使其具有更高的軌跡，以解決零-零彈射救生的問題，並可以在更高的飛機飛行速度(大於1100km/h)下應急彈射離機。例如，美國的韋伯彈射座椅、蘇聯的KM-lM火箭彈射座椅和英國馬丁·貝克的MK-10火箭彈射座椅等。其中，蘇聯和英國的火箭彈射座椅，在原有的一級彈射動力基礎上，增加獨立的火箭發動機作為二級動力，以實現控制彈射過載和提高彈射軌跡的目的，美國採用一、二級彈射動力組合沒計的火箭彈射器作為彈射動力。實現了同樣的目的，不僅如此，在這一時剃，美國為了解決超聲速彈射救生的問題，投人了大量的人力、物力，參加的公司也很多。例如，歲克韋爾國際公司研製的x-15敞開式彈射座椅，利用向前伸出的激波桿，把正衝波變成為斜衝波，以減小作用於人-椅系統上的壓力。可在高度33600m、Ma4.0以及在0高度、167km/h的平飛狀態下安全救生。又如，美國洛克希德·馬丁公司研製的SR-71彈射座椅曾在23774m的高空，在馬赫數大於3.0時，拯救過飛行員。這種座椅在改裝後曾用於美國“哥倫比亞”號太空梭試飛員的應急救生沒備。
第三代
第三代敞開式彈射座椅發展大約從60年代中期開始一直持續到今天。這一時期屬於多態彈射座椅的發展時期，其主要特點是至少採用了高度、速度感測器(電子式/機械式)，根據應急離機的飛行速度和高度的不同，執行不同救生模式，從而縮短了救生傘低速開傘的時間，提高了不利姿態下的救生成功率。國外現役機種裝備的彈射座椅絕大部分為第三代彈射座椅。目前裝機服役的第三代彈射座椅以俄K-36系列、美ACES II系列、英NACES(M K-14)和MK-16為代表。其中，K-36系列彈射座椅為蘇聯星星科研生產聯合體於60年代中期研製成功的第三代彈射座椅，其突出特點是良好的穩定性和高速救生性能，在馬赫數3.0、當量空速為1400m/h的條件下，飛行員仍能應急彈射成功，MK-16系列座椅是英國馬丁·貝克公司於20世紀90年代初研究的第三代彈射座椅，主要特點是將彈射機構與庵椅骨架一體化設計，對生命保障系統和彈射座椅與飛機的接口進行統一管理，不僅重量輕，而且結構緊湊，採用電子程控器和三向過載感測器，可與飛機數據匯流排相連，感受彈射離機時飛機的各種信息和離機後的人-椅系統信息，執行最佳的救生控制程式。具有自動彈射離機的功能。日前已裝機服役EF2000、法國“陣風”、美國F-35等機種。
第四代
第四代敞開式彈射座椅的發展實際始於70年代末期，與第三代敞開式彈射座椅研製的後期相互交織在一起，平行地向前發展。它的主要特點是實現人-椅系統離機後的姿態控制，其關鍵技術是可控推力技術和飛行控制技術。第四代彈射座倚實質上是一個自動飛行器，主要解決高速彈射救生和不利姿態下的救生問題，由於第四代彈射座椅的關鍵技術風險性很大，雖然經過二十多年的研究(如最高性能彈射座椅(MPES)計畫、乘員彈射救生技術(CREST)計畫、第四代彈射救生技術的驗證計畫等)，取得了很大進展，但至今尚未裝機服役。
工作程式
當飛機飛行速度超過400km/h飛行員受迎面強大氣流阻力，很難自行爬出座艙，為了克服高速氣流阻力，採用彈射救生方法，即在高速飛機上藉助彈射裝置離開飛機，彈射裝置主要包括彈射座椅、彈射機構、安全帶防護系統和降落傘系統等。其原理是利用彈射彈式火箭做動力，當火藥與火箭助推器點燃時，藉助其產生的強大推力即可將人連同座椅一起彈出座艙。一旦飛機發生故障，飛行員判明情況，需要離機時，立即採取正確的彈射姿勢，拉動座椅上擊發機構，彈射裝置按一定程式工作，拋掉座艙蓋→拉緊束縛系統→彈出座艙→自動射出穩定傘和減速傘→解脫座椅後人-椅分離，打開救生傘著陸或著水。
性能要求
世界各國軍用飛機救生系統仍以敞開式彈射座椅為主要救生工具，其性能發展要求如下：
(1)救生性能包線將擴大到1300-1400km/h。
(2)高速防護技術：要保證1300-1400krn/h條件下的救生，必須採用新的高速防護措施，以減少乘員受高速氣流損傷。
(3)推廣使用自適應控制技術：採用雙態控制技術，緩解高低開傘的矛盾。根據不同彈射離機條件(如速度、高度、溫度、重量、飛機姿態等)選擇不同彈射離機程式，控制推力矢量，使座椅具有適應能力。
(4)向輕小型、低成本發展。
(5)向通用化、標準化、系統化發展。
