韩国FA-50战斗机 供图：阳明
英国马丁·贝克公司制造的弹射座椅。图片资料 供图：阳明
在谈论空中作战时，人们往往会关注战机及其配属的武器，很少将目光投向飞行员。事实上，人从来都是战斗力的决定性因素。所以，如何最大限度保证飞行员的生命安全，一直是摆在各国空军面前的重要课题。尽管以弹射座椅为核心的航空自动救生设备早已成为标准“答案”，但研制的过程并不简单。近日，由于英国对技术出口的管制，阿根廷空军期待已久的韩国FA-50战斗机很可能会“泡汤”。外界普遍猜测，是英国马丁·贝克公司制造的弹射座椅“卡了脖子”。一把椅子为何有如此大的“威力”？航空弹射座椅的制造工艺之难，到底难在哪？请看相关解读——
“速度与激情”倒逼下的产物
在飞机出现后的最初10余年间，飞行被称作“勇敢者的游戏”。由于缺少有效保护措施，登机驾驶需要冒着很高的风险，飞行更像是一种“听天由命”的职业。
转折源于战火的洗礼。第一次世界大战后期，飞机作为划时代的武器平台投入战场，本来的驾驶风险再加之炮弹的考验，飞行员的生命更显脆弱。1917年，法国首先提出让飞行员背着降落伞包上飞机的想法。一旦遇到战机被击伤或者其他紧急情况，飞行员可跳伞逃生。不久后，为战机飞行员配备降落伞成为各国空军共识。
然而，这种方式很快被航空技术的发展所淘汰。随着战机速度提升，飞行员出舱时面对的迎面气流速度也随之增大。研究表明，当空速大于360千米/小时，飞行员自行出舱跳伞的存活率仅约2%；当空速达到500千米/小时，飞行员必须借助外力才能出舱逃生。
第二次世界大战时，战斗机时速已达600千米以上。不论飞行员能否自行出舱，就算勉强跳伞也难以控制姿态，很容易在离机时受气流影响与战机相撞。在这种速度下，与战机的任何碰撞几乎都意味着死亡。
纳粹德国空军王牌飞行员、被称作“非洲之星”的马尔塞尤，就是因第一次也是唯一一次跳伞失败而将战绩定格在158架，从而命丧沙场。
空战上，保证飞行员的生命安全异常重要，也正是在这个背景下，弹射座椅应运而生。
事实上，早在20世纪30年代，罗马尼亚和英国的科学家提出通过外力将飞行员弹射出舱的航空救生概念。由于需求不够紧迫，这一设想不了了之。
二战中后期，纳粹德国空军和瑞典皇家空军几乎同时开始研究航空自动救生设施。瑞典于1943年将弹射座椅装备到萨博-21战斗机上。由于其中立国身份，这一成果并未大范围显现效果。处于战争状态中的纳粹德国于1942年开始陆续在He219和Do335战机上安装弹射座椅。因为战争很快结束，纳粹德国关于弹射座椅的研制也随之终止。
不过，弹射座椅的故事才刚刚开始。
既要“弹得出”，更要“弹得好”
像其他军事技术一样，弹射座椅技术也经历了持续发展的过程。纳粹德国空军装备的弹射座椅，最初采用了压缩空气动力，后因为储气装置太占地方改为使用火药动力。二战末期，以火药为动力的弹射座椅已广泛应用于纳粹德国空军He162等新研战机上。有关资料显示，约有60名纳粹德国空军飞行员靠新型弹射座椅从“鬼门关”捡回一条命。
如此好的战场表现，美、苏等国当然不会视而不见。战后，盟国的主要成员国开始改进弹射座椅技术，至今已经历了三个阶段。
第一阶段的成果是弹道式弹射座椅。顾名思义，该型座椅的原理就是像滑膛炮一样将人和座椅整体“射”出。如果说纳粹德国发明的弹射座椅解决了有无问题，那么弹道式弹射座椅解决的则是能不能用的问题。文章开头提到的英国马丁·贝克公司正是弹道式弹射座椅技术的发明者。1947年，该公司首款量产型弹道式弹射座椅MK.1开始列装。苏联也同步展开研究，并在米格-15、米格-17战斗机上装备了原理相似的弹射座椅。
不过，那时的弹道式弹射座椅采用的依然是火药动力。随着应用深入，其弹射高度不足的弊端显现出来。当战机实施中低空突防中弹时，跳伞的飞行员大概率会因为开伞高度不够导致致命事故发生。
于是，20世纪50年代中期，采用小型火箭作为动力的弹射座椅横空出世，也就是人们熟知的“零-零”弹射座椅，即能够在飞机零高度、零速度的情况实施安全弹射。“零-零”标准奠定了现代弹射座椅发展的技术基础。该型座椅的代表作是马丁·贝克公司为“狂风”战斗机研制的MK.10型弹射座椅。
进入20世纪60年代中期，高空高速成为衡量战斗机性能的关键指标，对于弹射座椅的研究也进入新阶段：同时解决高空和高速状态下的安全弹射问题，理论上可以实现1000千米时速、20千米高度下的安全弹射。这一阶段的弹射座椅以苏联研制的K-36通用弹射座椅最为有名。21世纪之前苏/俄研制的几乎所有战机都装备了这款座椅。
根据公开报道，截至2014年，全世界约有1.5万名飞行员借助弹射座椅死里逃生。弹射座椅技术的深入发展，无疑是世界各国军机飞行员的福音。
研发不易，使用亦难
毫无疑问，弹射座椅很实用，但真正拥有相关研发技术的国家很少。全球仅有美、俄、中、英、法5国具备该项装备的自研生产能力。目前，法国已经放弃对弹射座椅的继续研发，转而购买马丁·贝克公司的产品。别看只是一把不起眼的“椅子”，其研制难度在某种意义上不亚于发动机等尖端航空技术。这也正是此次韩、阿两国军机交易被“卡脖子”的主要原因。
此外，飞行员在实际操作使用弹射座椅时也面临诸多难题，其中最为突出的当属对最佳弹射时机的把握。一般来讲，理想的弹射状态是战机处于水平飞行姿态。弹射逃生并非“启动即完成”的零延时行为，这里面包括抛离或爆破座舱盖、固定飞行员身体、弹射出舱等一系列动作。按照当今世界主流标准，弹射出舱从启动到完成大约需要1.1~1.7秒，这段时间内，受损战机可能会出现姿态失控等许多意想不到的情况。
所以，飞行员稍有犹豫就会影响弹射后的有效开伞高度和姿态，从而导致逃生失败。
2010年7月，加拿大空军一架F-18战斗机为航空展进行预演时失控，飞行员多次挽救无果后在战机坠地前逃生。因为弹射姿态较差，这名飞行员落地后即陷入昏迷。
如果说研制、实施方面的问题还能通过长期经验积累和有素的训练加以解决，那么弹射过程对飞行员身体的损伤则近乎难以避免。
数据显示，就算是最先进的弹射座椅，飞行员在被弹射瞬间也将承受很大的过载。这一过程用时很短，但对人体的伤害显而易见。今年9月，印度空军一名驾驶米格-27战斗机的飞行员在弹射后“淡定躺在田间”的新闻冲上头条，事实却是，这名飞行员的颈椎在弹射时受到损伤，不得不长躺不起。
一波未平，一波又起
当前，各国正在竞相攀登研发第四代弹射座椅的“技术高峰”，其核心目标是解决多种飞行姿态条件下的安全弹射问题，也就是说确保飞机在任何姿态下都能为飞行员提供可靠的弹射逃生条件。同时，进一步增强超音速飞行时的弹射保障。虽然多数第三代弹射座椅都宣称能实现超音速弹射，但目前仅有苏/俄制K-36系统成功实施过相关测试，且飞行员未受到严重伤害。
事实上，第四代弹射座椅的概念从20世纪70年代末已提出，由于需要攻克的难题太多，进展一直不够明显。如今，这一工作似乎又遇到了更多新情况。
当高超声速技术的门槛不断拉低，高超声速飞行或许会成为未来战机的核心指标。毫无疑问，这将给弹射逃生技术带来新的难题。20世纪80年代，美国空军飞行员罗伯特·邦德试驾通过未知渠道获得的米格-23战斗机时突遇故障，在2马赫速度下实施弹射。结果，出舱瞬间他即被迎面高速气流“吹断”颈椎，当场遇难。
无人机的蓬勃发展也将深刻影响弹射座椅技术走向。如今，有人和无人战机编队已日趋成为未来空战的重要组织形态，实践中表现为1架有人战机控制数架甚至10余架甚至更多无人战机。有人战机一般处于机群中央位置，这将产生一连串新问题，其中一个问题就是：飞行员弹射时周围的无人机能否实时规避？
科技发展总是充满了挑战与不确定性，战场的需求却往往现实而具体。航空救生装备的价值和意义早已被历史证明。这就决定了这方面的研发将继续推进，因为在这方面向前每走一小步，都是对保护飞行员生命安全的很大贡献。（杨王诗剑 郝朝霞）
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来源： 解放军报
