本文參考資料來自warzone ,OLIVER PARKEN的文章,有增補。
在冷戰(zhàn)科技競賽最激進的年代,美軍曾提出一個極為大膽的構(gòu)想:在直升機空中失事時,用炸藥把機體在空中一分為二,讓乘員生艙空中拋離、再自動開傘安全降落。這個聽上去像是科幻小說中的場景,確實曾在1960年代真實存在并完成測試。
直升機逃生問題的挑戰(zhàn)
相較固定翼飛機,直升機在空中遇險時的逃生選項極為有限。尤其在低空或引擎失效、槳葉損毀等情況下,乘員往往難有生還機會。美國海軍在1961年進行的一項可行性研究中,系統(tǒng)梳理了1952-1962年間海軍與海軍陸戰(zhàn)隊的直升機事故數(shù)據(jù)時發(fā)現(xiàn),如果飛機具備“在飛行中逃生”的能力,大多數(shù)遇難者本可幸免于難。
1964年,美國海軍航空系統(tǒng)司令部(NAVAIR)正式啟動了“機身分離逃生艙”項目,由弗吉尼亞州達爾格倫的海軍武器實驗室主導(dǎo)研發(fā)。該系統(tǒng)包括以下幾個關(guān)鍵技術(shù)組件:
線性炸藥環(huán):在直升機艙體內(nèi)部環(huán)繞布置18英尺長的鋁殼炸藥線,以形成精準(zhǔn)切割斷面;
火箭助推器:左右兩側(cè)各裝一具彈射火箭,用于將逃生艙與主機身迅速分離;
旋翼切斷機制:爆炸導(dǎo)索將主旋翼從旋翼軸處“炸飛”,避免干擾降落傘開傘過程;
降落傘系統(tǒng):為整個逃生艙設(shè)計的大型多組降落傘確保平穩(wěn)下落;
撞擊緩沖與浮力模塊:在艙內(nèi)加入減震座椅、自密封燃油管路以及海上應(yīng)急漂浮模塊,進一步提高生存幾率。

在1966年的試驗錄像中,可以清楚看到模型直升機尾部被炸斷、旋翼脫離后,前段乘員艙被火箭推出并成功開傘下落的全過程。這種“爆炸式逃生”不僅破壞性強,且全系統(tǒng)一氣呵成,頗具機械美學(xué)。
在1966年春季進行的5次UH-25B全尺寸空中實飛測試中,有3次成功完成,飛行高度分別為74、143和187英尺。測試報告指出,這些高度段恰好覆蓋了“90%的飛行事故高度區(qū)間”,也就是說,這種逃生系統(tǒng)能在最常見的危險時刻有效發(fā)揮作用。

同時期的工程示意圖顯示,在CH-46變體上,系統(tǒng)可以炸飛后旋翼艙和兩組旋翼,保留下來的乘員艙通過降落傘緩緩著陸;而在UH-1E上,整個艙段由四個36英尺長的降落傘帶至地面,具備可接受的沖擊緩沖能力。座椅、油箱和管路也都經(jīng)過防撞與自封設(shè)計。
止步于現(xiàn)實
隨著系統(tǒng)逐漸成型,NAVAIR在1968年提交了正式總結(jié)報告,認(rèn)為該逃生系統(tǒng)“技術(shù)上可行、實戰(zhàn)中有效”。他們甚至在1969年提出了一個更長期的9年發(fā)展計劃,命名為“直升機逃生、生存與防護系統(tǒng)”(HEPSS),預(yù)算高達1440萬美元,按2024年通脹換算相當(dāng)于1.23億美元。
然而,這項技術(shù)最終沒有大規(guī)模裝備。1972年,美國海軍在向國會撥款小組說明時,將該項目列為“低優(yōu)先級”。主要理由如下:
系統(tǒng)加裝后顯著增加了機體重量,直接影響有效載荷與航程;
安裝與維護難度極高,日常使用成本居高不下;
部分功能只適用于特定飛行狀態(tài),無法覆蓋所有緊急場景;
于是,海軍開始轉(zhuǎn)向“個體逃生系統(tǒng)”的研究,例如為AH-1“眼鏡蛇”攻擊直升機開發(fā)座椅彈射系統(tǒng),但這條技術(shù)路線最終也因復(fù)雜性與成本問題不了了之。

誰走到了最后?
時至今日,真正配備完整彈射系統(tǒng)的直升機寥寥無幾。其中最著名的當(dāng)屬俄羅斯的Ka-52“短吻鱷”攻擊直升機,它是第一種裝備實用彈射系統(tǒng)的直升機。采用氣動炸索切斷旋翼的辦法,然后讓座艙蓋爆炸脫離、飛行員通過彈射座椅逃生的完整機制,廣泛認(rèn)為是全球最成熟的直升機彈射系統(tǒng)。

Sikorsky S-72旋翼系統(tǒng)研究飛機是極少數(shù)配備彈射座椅的直升機之一

另一個例子是實驗性的Sikorsky S-72旋翼系統(tǒng)研究飛機。它也擁有機組人員逃生系統(tǒng)。啟動時,爆炸螺栓切斷主旋翼,機頂?shù)奶由姘灞徽ㄩ_,然后座椅通過火箭推進將飛行員拋離飛機。
但是,彈射座椅目前幾乎沒被應(yīng)用在其他直升機上。原因如下:直升機通常在低空飛行,而在這種高度下,彈射座椅及其降落傘很難充分展開;直升機飛行軌跡復(fù)雜,彈射時容易發(fā)生技術(shù)故障,目前技術(shù)條件下無法有效應(yīng)對;重量太大影響直升機性能,制造和維護費用極其高昂。
簡單說就是一句話:花那么多錢給直升機安裝彈射座椅,不但救生成功率低,還容易給飛行員帶來不必要的二次傷害。這也是為什么世界上絕大多數(shù)直升機(包括中國在內(nèi)),目前都不安裝彈射座椅的原因。
那么直升機如何逃生呢?航空界普遍認(rèn)為,200米是一個關(guān)鍵指標(biāo)。
200米以上:一旦發(fā)生故障,直升機可依靠主旋翼的“自轉(zhuǎn)下滑”功能,像降落傘一樣緩慢減速,從而增加迫降成功和生還的幾率。
200米以下:屬于“回避區(qū)”范圍,自轉(zhuǎn)效果不足,此時若發(fā)生事故,飛行員能否生還,將高度依賴于直升機的抗墜毀結(jié)構(gòu)設(shè)計與座椅保護系統(tǒng)。
因此,絕大多數(shù)直升機彈射系統(tǒng)和抗沖擊設(shè)計,都會圍繞這一高度門檻進行評估和研發(fā)。盡管彈射系統(tǒng)在直升機中難以普及,但中美軍用直升機依然發(fā)展出完善的抗墜毀救生系統(tǒng),以提高飛行員在事故中的生存率。

美國自越戰(zhàn)后開始系統(tǒng)性研究直升機墜毀保護技術(shù),并于1974年制定MIL-STD-1290標(biāo)準(zhǔn),提出“垂直墜地12.8米/秒,生存率不低于95%”的目標(biāo)。以UH-60“黑鷹”為代表,美軍直升機配備了吸能起落架、自封油箱、滅火開關(guān)、抗墜毀座椅和五點式約束系統(tǒng)。
中國則在1990年代制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),并在直-10、直-19等主力機型中全面落實。直-10同樣具備五點式約束系統(tǒng),還采用兩級液壓緩沖起落架、抗墜毀座椅與應(yīng)急爆破艙蓋系統(tǒng)。2014年3月4日,1架直-10失事墜落于陜西渭南市信義鎮(zhèn)一片農(nóng)田中,兩名飛行員安全生還,證明了該機具備較為出色的抗墜毀救生性能。
熱門跟貼