当 军用飞机 出现严重问题时,飞行员的最后手段就是他们所坐的设备:座椅。而它绝不能失败。
重达200磅、拥有约3500个零件的 弹射座椅,是一项非凡的技术,它不仅能将飞行员送出坠毁的飞机,还能确保他们基本完好无损地生存下来。如果飞行员在氧气稀少的海拔16400英尺以上弹射,座椅上的传感器会使其自由落体,以便尽快将乘员送往可呼吸的空气高度,然后才会打开降落伞。
英国公司马丁-贝克(Martin-Baker)及其法国合作伙伴赛峰马丁-贝克法国公司(Safran Martin-Baker France)控制着全球56%的弹射座椅市场。他们的座椅装备了全球93个空军的飞机,包括美国的F-35联合攻击战斗机、法国制造的“阵风”战斗机和欧洲战斗机。其他主要的弹射座椅制造商包括美国公司柯林斯宇航(Collins Aerospace,其最新座椅是ACES 5)以及俄罗斯的NPP Zvezda和AO公司。总而言之,自20世纪40年代中期以来,弹射座椅已挽救了约12000至13000人的生命。
马丁-贝克最新投入使用的一款主要座椅是Mk16。它是这样工作的。
复杂的爆炸序列
当飞行员拉动座椅上膝盖高度处的黄黑相间的拉环手柄时,会引发一连串惊人的连锁反应,以三次极快的连续爆炸开始。30年前设计的座椅只有一个弹道爆炸,其冲击力会将飞行员压迫20G甚至更多(相当于20倍体重施加在你身上)。如今,弹射者“只”会承受18G的冲击——这仍然是一个巨大的力,如果持续下去,足以让任何人失去知觉。(飞行员在驾驶战斗机时,即使不弹射,也必须 应对高G力机动。)
拉动手柄后,弹射枪会点火0.2秒,以每秒50-55英尺的速度开始弹射。同时,飞机的玻璃座舱盖会破碎、被炸掉,或者座椅会从中穿出,具体取决于飞机型号。然后,火箭发动机点火0.2秒,产生5000磅的推力,接着一个顶置的侧面火箭以584磅的推力点火0.05秒。这个侧面火箭(位于双座飞机前座的左侧,后座的右侧)确保两个弹射者以不同的方向飞出,后座的人总是先弹射,以避免被前座火箭烧伤。
安全带会收紧飞行员的手臂和腿部,并释放紧急氧气供应。然后,重达214磅的座椅后部的减速伞会打开。同时,座椅两侧各有一个约16英寸长、8英寸宽的小面板会打开,以保持座椅稳定。而这一切都发生在1.35秒内!
然后,座椅顶部的装有主降落伞(已固定在飞行员身上)的小盒子会从座椅上抬起,减速伞脱落,当主降落伞打开时,飞行员和座椅壳体分离——除了座椅底部连接着生存装备和救生筏的部分,该部分在水中会自动充气。这些会悬挂在弹射者下方,在拉动弹射手柄后的5.5秒内即可部署。
此外,专为F-35联合攻击战斗机项目设计的Mk16座椅配备了三段式安全气囊系统,称为颈部保护装置(NPD)。马丁-贝克公司业务开发主管史蒂夫·罗伯茨(Steve Roberts)表示,F-35飞行员佩戴的新型头盔显示器比以前的型号更大、更重,并且重心在前于头部轴线,这些因素会增加弹射时颈部受伤的风险。
为了应对这种情况,在拉动弹射手柄后,两个侧面安全气囊会立即充气,以阻止头部向侧面移动。然后,安装在头盔正后方的第三个安全气囊会充气。罗伯茨说:“这三个气囊组合起来就像一个‘捕手的手套’,支撑着戴头盔的头部,以减轻施加在颈部的惯性载荷。”一旦主降落伞部署,这些气囊会自动放气。此外,这款座椅还配备了自动手臂约束装置,而非之前弹射座椅上使用的被动装置,以防止飞行员在弹射过程中手臂挥舞。
F-35的Mk16座椅还配备了公司在测试中发现轻量级飞行员佩戴较重头盔时,弹射时存在轻微颈部骨折风险后添加的“轻载员开关”。马丁-贝克的一位发言人说:“飞行员登机后首先会看到一个拨动开关,标有‘正常’或‘轻载’。如果他们属于‘轻载’类别,则选择它,这会使弹射时间增加几分之一秒,但意味着他们能以更温和的方式脱离飞机。”
那么,实际弹射是什么感觉呢?
在高达65000英尺的高度、以700英里/小时的速度从飞机上弹射是一个剧烈过程。尽管几十年来技术不断进步,但本质上你只是坐在一个火箭推进的小椅子上,从一架故障的飞机中弹出,然后降落伞打开,你和座椅分离,然后你着陆——硬着陆。腿可能会骨折,脊椎可能会受压。
“这很不方便,”一位弹射者干巴巴地说。1999年6月,他乘坐一架飞机后座时,飞机撞上了鸟。“顶部的座舱盖碎了,到处都是血肉模糊,”他回忆道。“我当时没意识到是鸟——我还以为是飞行员,当我往前看时,他不在那里,所以我弹射了。我摔断了五节脊椎,因此矮了几厘米,”他打趣地说。事实上,飞行员当时就在那里,只是弯腰检查损坏情况,后来能够成功降落飞机。
另一位名叫保罗·德福考德(Paul Defoucaud)的飞行员在23岁时不得不弹射。“我一点也不紧张,我记得自己思维异常清晰,”他回忆道。
但一位因飞机撞上大鸟而不得不弹射的学员飞行员说:“弹射时你完全失控,而且下降速度极快。我当时确信自己摔断了什么东西。”
另一次与鸟的碰撞让马修指挥官(法国武装部队要求对仍在服役的人员不透露姓氏)不得不从他的“幻影”2000-5战斗机上弹射。“我唯一失去的是我的鞋,”他说,“但是放弃飞机的决定并非易事。我感到自己失败了。”
马修补充说,飞行员之所以不愿拉动弹射座椅手柄,是因为“我们知道我们是在牺牲一件价值数百万美元的设备,那是纳税人的钱。”
那些生命被马丁-贝克座椅挽救的弹射者自动成为“弹射领带俱乐部”(Ejection Tie Club)的成员。在6月的巴黎航展期间举行的入会仪式上,法国空军的查尔斯(Charles)和米卡埃尔(Mikaël)上尉讲述了他们于2017年9月28日从“幻影”2000N战斗机上弹射的经历,当时他们离地面仅200英尺。“我们俩同时拉动了手柄。”米卡埃尔,他遭受了腿部三处骨折,回忆说:“弹射时,大脑右半球会接管一切,肾上腺素在疯狂飙升。我着陆后的第一个想法是,我又能见到我的孩子们了。”
极少数人是两次弹射者。前法国空军飞行员何塞·曼努埃尔·苏维涅(José-Manuel Souvignet)就是其中之一。他于1995年第一次弹射,当时是一名中尉。“我的‘幻影’2000在波斯尼亚被塞族击落。当时飞机着火,我们从3000米(9843英尺)高度、350节的速度弹射。我们俩都摔断了腿,落在了敌占区。我们被俘了104天,”他说,不愿再多谈。
第二次是在2008年,当时他是一名中校。“我当时驾驶一架‘幻影’2000N,燃油供应中断……我将其引向一个中立区域,我们在200英尺、190节的速度下弹射。着陆时的冲击力如同从四层楼高的建筑物上摔下来一样。”
但多亏了这项技术,他和数千人得以幸存并讲述他们的故事。
编者注:本文已根据首次发布进行了更新。