几十年前人们如何跳飞机——以及今天如何弹射

离开高速飞行的喷气式飞机绝非易事。从气球部队的降落伞到最新一代的高速弹射座椅,这便是我们学会快速空中脱离险境的方式。
illustrated modern ejection seat & plane emergency evacuation
各种情况下的紧急疏散。Sinelab

自第一次世界大战以来,人类一直在从遇险的飞行器上跳跃、滑行和爆炸式弹射。但要将载人飞机上的机组人员安全地从高达8万英尺的高度救出——而不杀死他们——已经花费了一个多世纪的改进。如今,最先进的弹射座椅拥有超过90%的生存率。我们就是这样走到今天的。

Balloon jumping
什么可能出错?Getty Images

1914-1918年:气球跳伞

驾驶舱没有储存空间,因此最早的军事逃生辅助设备给了气球部队——任何攻击都可能导致爆炸。(多亏了氢气!)机组人员将安全带挂在篮子外的降落伞上,然后翻身而出。

1916年:背包式逃生

在我们首次驾驶飞机仅仅13年后,飞行员所罗门·范·梅特(Solomon Van Meter)为帮助我们跳出飞机而申请了背包式装置的专利。一名飞行员会从他的飞机上跳下,拉动拉绳,打开一个像乌龟壳一样的铝制外壳,里面装满了丝绸降落伞。

Breakaway plane
去掉尾翼。图片来源:World War Photos

1940-1945年:分离式飞机

早期弹射座椅的尝试出现在德国的He 280和Do 335等飞机上。这些座椅使用压缩空气将人员弹出驾驶舱。以Do 335为例,当飞行员需要弹射时,第二次爆炸会将尾翼和后螺旋桨弹出,以确保飞行员在离开时不会撞到它们。

1941-1945年:推出

盟军飞机终于有了逃生策略。一些飞行员坐在打包好的降落伞上,在滚入开放空间后拉一下就能展开。另一些人则戴着可以快速连接到机舱内储存的降落伞上的安全带。

ejection seat
以41英里/小时的速度弹射出Mark 1。图片来源:Martin Baker

1947年:快速脱离

随着喷气式飞机速度的加快,将机组人员甩出坠毁飞机的难度越来越大,因此弹射专家Martin-Baker的Mark 1以每秒60英尺的速度将人员弹射出去。为了启动这个过程,逃生者会拉下头顶的面罩。称为阻力伞的小型降落伞会稳定座椅,直到机组人员解开个人降落伞。

1953年:自动展开

被炸飞可能会让你失去意识,因此第二代Martin-Baker座椅可以自动工作。展开的阻力伞会将飞行员从座椅中拉出,并展开个人降落伞。传感器会在10,000英尺以上保持主降落伞关闭,将减速留到较低、空气更易呼吸的高度。

ejection slide
有人认为这是个好主意。National Naval Aviation Museum

1956年:死亡滑道

弹射座椅并非立即普及。例如,道格拉斯A3核轰炸机让机组人员滑过飞行员后方的通道,并在离开飞机后拉动背包式降落伞。这种方法使得载有三人的A3D赢得了“三个都死”的绰号。

rocket pack
喷气背包?喷气背包。图片来源:Douglas Aircraft Company

1961年:低空飞行器

有时,机组人员需要在离地面很近的悬停状态——甚至是在跑道上——时迅速逃离,导致弹射和撞击之间的时间非常短。Martin-Baker为其增加了一个火箭包以提供额外推力。在一次测试中,一名飞行员从静止状态起飞,向上弹射200英尺,然后缓慢安全地下降。

20世纪60年代末:更好的控制柄

一旦飞行员戴上头盔,就不需要再降低保护性面罩后再逃离了。Martin-Baker发现通过飞行员两腿之间的控制柄触发逃生机制更快。如今硬件的位置相同——尽管在轰炸机上,它位于座椅两侧,以避开操纵杆。

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ACES II
模块化座椅设计。Aviation-images.com/UIG via Getty Images;

1975年:电子感觉

麦克唐纳·道格拉斯的ACES II成为空军标准,取代了不同制造商的各种座椅。它配备了快速点火、火箭动力降落伞,而且更可靠——首次通过电子方式而非机械或烟火延时来控制弹射顺序。

如今:通用设计

弹射座椅长期以来主要针对体重在140至211磅之间的男性。如今,座椅可以安全地保护各种体型的人。例如,现在由Collins Aerospace制造的ACES 5在其颈枕中有一个弹簧加载系统,可以在飞行员遇到高速气流时支撑头部,如上图所示。这对于保护较脆弱的身体至关重要,并降低了所有人脊柱受伤的风险。

本文最初发表在《大众科学》2018 年冬季“危险”特刊上。

 

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技术编辑

罗布·沃格尔是《流行科学》杂志的前技术编辑。他擅长报道航空、交通和军事技术。


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