本文作者：大兵
近日，美军一架F-35B在降落时演砸了，飞行员零高度弹射跳伞成功，给弹射座椅又记一功。据统计：
弹射座椅自诞生以来已经在历次战争和事故中，挽救了超过13000名飞行员的生命——
被誉为20世纪最伟大的发明之一！
通常认为，二战后期德军He-219是第一种大规模装备弹射座椅的军机。但实际上这项研究要早得多——
1916年，一位英国铁路工程师埃弗拉·卡尔斯洛普率先申请了“空气压缩弹射飞行员座椅”的专利，原因是他亲眼目睹自己的好友在一次飞行事故中丧生，而这位朋友正是劳斯莱斯公司的创始人之一：查尔斯·罗尔斯。
▲查尔斯·罗尔斯（左）与埃弗拉·卡尔斯洛普。
上世纪30年代中后期，随着螺旋桨飞机的速度越来越快，让飞行员自己爬出去跳伞逃生的方式已经越来越不靠谱了；实验数据证明：在时速600公里下，飞行员采用自由落体出舱的方式，完好无损回到地面上的成功率只有2%！
当时德国亨克尔公司对压缩空气、炸药、火箭弹射方式进行了不少实验，其中第一种是当时技术所能做到最好的。1942年1月13日，在测试初代喷气机He-280的过程中，由于遭遇高空结冰事故，飞行员赫尔穆特·申克只得启动了同样是试验品的空气弹射座椅，成为首位弹射逃生的飞行员。
▲当年亨克尔公司留下的影像资料。
不过压缩空气弹射需要每次起飞前空气压缩机补压，而相当一部分德国飞行员还被屁股下面高达120公斤/平方厘米的力道折断了拉动弹射手柄的胳膊，这玩意儿的名声可实在是不太好…至于炸药和火箭弹射，由于战争的原因，德国人并没有时间去进一步完善可靠性的问题。
▲这就是曾经的空气弹射座椅。
几乎同一时期，英国马丁·贝克飞机公司的研究也得出了类似的结论——
相对于压缩空气设备体积的庞大、可控微型火箭技术在当时尚不成熟，炸药定向喷射的弹射方式应该是最有发展前景的。
马丁公司本来是造飞机的，1942年公司的创始人华伦泰·贝克上尉在测试新飞机时跳伞失败而亡故；这让另外一位合作伙伴詹姆斯·马丁爵士下决心攻克飞行员安全逃生的技术。1946年当新一代的弹射座椅完成后，面临的第一个难题是：
谁愿意坐在“1管炸药”上在空中被“崩”出去？
▲准备首次进行空中弹射试验的的林奇。
为此公司一位叫林奇的工程师自告奋勇，当了这枚“人体炮弹”。他在实验中承受了高达18个G的瞬间加速度——后来的医学实验证明，这极有可能造成脊柱压迫式损伤，甚至是终身瘫痪！但林奇先生用他的30多次实测证明了马丁MK-1弹射座椅的可靠性，并且幸运的没有瘫痪，这让拯救无数飞行员的生命成为可能。
据说从那以后林奇在空军基地附近的酒吧喝酒从来不用自己买单！
以上可以合称为“第一代弹射座椅”——解决了飞行员在高速气流下安全“出去”的问题。
▲由“流星”战斗机改装的空中弹射实验平台。
在随后的超音速时代，美国人还在B-58轰炸机上采用“胶囊式”的全封闭弹射座椅，以免迎面而来的超音速气流把飞行员直接拍扁…甚至还有为了避开飞机垂尾向下弹射这种反智的设计。说好听点，这比飞行员靠自己脑袋顶破座舱盖的方式要文明些：
▲图为B-58“海盗”轰炸机上的逃生胶囊。
▲苏军图-22轰炸机向下弹射的座椅。
▲美军B-47轰炸机的领航员/投弹手弹射方式。
▲早期F-104战机也采用这种方式...这是完全不考虑飞行员低空逃生。
究其原因是当时的技术还不能很好的解决在复杂气流环境下，座舱盖可靠抛离以及避开飞机翼面的问题。这也正是60年代以后“第二代弹射座椅”的特征：
用微型火箭2次推进，让飞行员不但快速出舱、而且是远离事故飞机的波及范围后再开伞；这就是人们耳熟能详的“零-零弹射座椅”，即在0高度、0速度下安全弹射。
▲注意弹射中伸出的导轨。
▲这张“鹞”式战机触地后0高度弹射成功的照片至今被马丁公司作为宣传页。
这一时期美军继续脑洞大开，不但在F-111、B-1A轰炸机上成功应用了机组成员可整体弹射逃生的座舱；甚至贝尔公司还有一个更绝的想法——用一套迷你涡轮驱动的折叠旋翼取代降落伞，飞行员出去之后脚都不用着地、直接开溜…
其目的就是解决飞行员安全逃生的后续问题，比如：寒冷、缺氧的环境，水面溅落，敌我交战区迅速脱离等。
▲F-111（上）和B-1A（下）采用整体式逃生还有回收机密数据的考虑——这两种飞机曾经是美军执行战术核打击的主力。
▲这个想法除了不好实现、其他都很有创意！
这也说明飞行员的生存问题不是离开即将坠毁的战机那么简单。很多时候飞行员宁可冒险驾驶着严重受损的战机去迫降，而不是选择简单的弹射，也不单纯是为了保护价值百万美元的座驾——这是自己掌握生存主动权、与听天由命的区别。
弹射座椅毕竟不是万能的！
1989年和1999年两届巴黎航展上，来自苏俄的米格29M和苏30MKI先后在低空表演时坠毁——结果是卖力宣传要推销的飞机糊了， K-36弹射座椅火了：
这两次惨烈的事故中，飞行员都完成了高难度弹射下的存活！
这就是“第三代弹射座椅”的本领：可自主感应当前的速度、高度与运动姿态，采取干预自身气动外形的办法来适应0~1300公里时速、全空域高度下的安全弹射出舱。
K-36的改进型甚至还返销昔日的对手，可以说是给已经占据着全球弹射座椅市场半壁江山的马丁公司最具冲击的挑战！
▲座椅后面伸出了两根“小辫子”就是用来调节气动外形的。
或许有小伙伴奇怪了：现代战斗机都是超音速的，对于超过1300公里的状态， K-36怎么应对？
这个嘛…其实美国人当年担忧飞行员被超音速气流拍成肉饼，是属于特殊时代背景下的课题；但是实践证明，超音速飞行在以往的战机上连5%的时间都不到。
▲现代弹射座椅启动时飞行员腿部会主动收紧、顶部支架展开，最大限度避免飞行员的附带伤害。
第三代弹射座椅完全可以根据飞机当前的速度自主调整弹射时机，除非你正以超过音速、超低空、还头朝下…别担心，目前国产歼20战机场装备的“第四代弹射座椅”就是解决这种极端情况的：
关于第四代产品尚处于迭代更新中，各国的技术指标并不统一；但在智能感应、矢量机动方面是达成共识的——也就是不管战机处在多么不可控的姿态下，座椅出舱后会自主机动到最佳开伞位置和高度，确保飞行员的安全。
▲F-35地面弹射模拟实验。
比如说这次F-35B的着陆事故，视频中可以看出飞行员是在触地后甩尾无法停止的情况下，才决定弹射逃生。这位大哥很幸运——飞机原地打转却没有侧翻，马丁MK-16的弹射高度刚好满足安全开伞…那如果是横着出去还能确保无虞吗？
这就是弹射座椅要完成自主可控机动的必要，似乎曾经的“逃生旋翼”以另一种形态实现了！
▲图为美军进行弹射座椅矢量机动实验连续画面。
再比如国产歼10战斗机装备的HTY-5，在过去5次事故中的成功率100%，但“八·一飞行表演队”的一位飞行员还是不幸牺牲；原因在于弹射出舱后与僚机的机翼相撞…这就属于再先进技术也不可控的意外了。
▲国产某型战机地面模拟弹射实验。
所以，弹射座椅尽管今天已经发展到几乎面面俱到，但战斗机飞行员的极端工作环境决定了凡事总有万一...
不到没有选择的时刻，飞行员也不会使用这最后的手段！
（本期完）
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