高過載彈射座椅

高過載彈射座椅（High overload ejection seat）是彈射座椅的其中一種類型，由於高過載其彈射動力裝置主要為火箭彈射動力裝置或組合式動力裝置。高過載彈射座椅組成包括座椅基本結構、座椅系統和動力裝置。

基本介紹

• 中文名：高過載彈射座椅
• 外文名：High overload ejection seat
• 動力裝置：火箭彈射動力、組合式動力
• 組成：座椅結構、座椅系統和動力裝置
• 一級學科：航空科技
• 二級學科：航空器

基本結構

高過載彈射座椅基本結構包括座椅骨架、椅盆、靠背、頭靠和座式救生包等，此外，它還包括彈射導向裝置（滑輪、滑塊或滑軌）一級根據防護要求而設定的扶手、腳蹬和座椅調整機構等，如圖1所示。

圖1.座椅結構

彈射座椅的導向裝置是滑輪和滑塊。滑輪和滑塊均固定在座椅骨架上。滑塊通常用夾布膠木或其他耐磨材料製成，並按滑軌修配。一般安裝在骨架縱樑上端。滑輪是彈射時的導向構件，又是承力構件，因此應具有一定寬度，並安裝滾動軸承。

座椅應能按飛行員身材進行調整。調整的方法通常是保持頭靠位置不動，將椅盆（有時連同靠背和背部骨架）相對於頭靠作上下移動，以便於高矮不同的飛行員能獲得同樣良好的視界，或在長時間飛行中更換姿態減少疲勞。調整座椅的機構由蝸輪蝸桿加可逆電機的無極調整機構，一般調整量為80~180mm，主要是將電動機的旋轉轉化為絲桿的直線運動，從而帶動椅盆的升降。在B-1B飛機上，座椅還具有前後移動的功能，在應急彈射時座椅首先復位，然後再進行彈射。B-2飛機座椅除了能夠前後移動外，還能調整座椅的傾角，在彈射時座椅不用復位，如圖2所示。

圖2.座椅位置調整方式

座椅系統

座椅系統包括彈射操縱系統、約束系統、穩定減速系統、人-椅分離系統、信號傳遞系統和傘系統。圖3所示為ACES II座椅的點火系統和子系統。

圖3.ACES II點火系統和子系統

彈射操縱系統

彈射操縱系統由操縱手柄、動力源、傳動系統及聯鎖保險裝置等組成。它用來操縱控制彈射機構、安全帶拉緊機構、保護裝置和穩定裝置等工作。操縱手柄也即彈射啟動手柄，主要有3種方式，即面簾啟動方式、中央拉環、側部拉環等，如圖4所示。面簾啟動方式的優點是具有氣流吹襲防護的能力；中央D型環手柄和側部手柄則能保證正確的彈射姿勢。現代彈射座椅的安全救生速度已接近1200km/h，俄羅斯K-36座椅的安全救生速度達到了1400km/h，飛行員頭戴保護頭盔，故廣泛採用中央拉環和側部拉環方式。座椅操縱的傳動系統主要起傳遞信號（包括力和行程等）的作用；傳動系統可分為機械式、燃氣式、冷氣式或混合式。冷氣式已很少使用，目前多為火藥燃氣式。

圖4

約束系統

約束系統的主要作用是保證飛行員在彈射救生時保持正確的彈射姿態，並保證飛行員牢固固定在座椅上彈離飛機。約束系統一般由安全帶和強迫拉緊裝置組成，安全帶一般包括一對肩帶、一對腰帶、一根襠帶（即所謂的5點連線）和限腿帶等。強迫拉緊裝置是彈射座椅約束系統的重要部件。在正常飛行時，拉緊裝置應允許飛行員肩部自由活動；在彈射時應自動拉緊肩帶，使飛行員處於最佳彈射姿態。圖5為某型座椅採用的約束系統。

圖5.某型座椅的約束系統

穩定減速系統

穩定減速系統的主要功能有：將人椅系統穩定在最佳姿態附加，以利於乘員承受外載荷，並保證繞任何軸的旋轉角速度不超過人體生理耐受極限；將人-椅系統儘快減速到允許人-椅分離或開主傘的速度，以縮短救生時間，但減速載荷或制動過載不得超過人體生理耐受極限。穩定系統又稱穩定減速系統，現役第三代彈射座椅主要採用穩定減速傘和穩定桿方式。

人椅分離系統

人-椅分離系統是當人-椅系統彈射出艙後，在預定的高度和時間下，按預先設計的程式自動釋放減速穩定傘，射出救生傘，解除腿、肩、腰部和負過載限動機構的約束，從而使飛行員與座椅分離的系統。穩定傘和救生傘一般都是通過射傘槍等射出。

動力裝置

火箭動力裝置

火箭動力裝置常用於高過載彈射座艙及分離座艙（圖6），因為它們的彈射重量大。火箭動力裝置主要由殼體、噴管、藥柱、點火藥及點火裝置等部分組成。火箭動力裝置構造簡單、推力大，有利於低空彈射和高速救生。但是火箭動力裝置在艙內啟動，其高溫燃氣可能灼傷飛行員。火箭工作時，火箭推力偏斜或人體重心移動都可能引起偏心力矩，而導致人-椅系統的不穩定。

圖6

組合動力裝置

目前，高過載彈射座椅大都採用組合彈射動力裝置，因為單獨的套筒式彈射機構或火箭動力裝置已不能滿足彈射速度和軌跡高度的要求。它的工作分為兩個階段：第一階段是彈射筒工作，將人-椅系統彈離座艙；第二階段為火箭包工作階段，在出艙後火箭包點火，產生的推力使人-椅系統繼續加速，把人-椅系統推送到離彈射平面80~100m以上的高度，能夠實現“0 - 0”彈射救生。