hth:美国空军为何要弹射一只熊

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  1962年，美国空军正在为新型康维尔B-58“盗贼”轰炸机的飞行员全力研发弹射系统。

  如果以B-58的设计速度和高度，使用当时传统的弹射座椅跳伞，最多也只能造成重伤。

  风吹很可能会撕裂你的头盔，切断空气供应，气流会剧烈扭曲你的四肢，弹射座椅的爆炸性推力会挤压你的脊椎，即使这一切还没让你丧命，你也有一定可能会被冻死，因为那里的气温会持续低至-50摄氏度。

  于是，斯坦利航空公司和康维尔公司开始合作研发一种全封闭式逃生舱，这种舱体在弹射前可以折叠关闭，保护机组人员免受外界环境影响。但他们没办法在人体上测试这一新概念。

  当时的条件实在太恶劣，无法让人类冒险，所以他们想到了下一个合乎逻辑的替代方案。

  美国空军将一只名叫尤吉的黑熊绑在太空舱里，并以超音速在35000英尺的高空发射升空。

  在一战和二战初期，飞机速度相对较慢，飞行员只需解开安全带，跳下飞机即可，就像这名被英国皇家空军“暴风”战斗机追击的德国飞行员一样。

  但随着战争的进展和喷气推进技术的进步，英国情报部门开始收到德国飞行员被战败的德国喷气式飞机“弹射上天”的报告。

  一如既往，德国人在试验新技术方面遥遥领先，而德国空军的医疗部门则忙于测试人体承受重力的极限。

  至关重要的是，弹射装置必须要提供足够的加速度，使飞行员能够安全地离开飞机，同时又不能加速过快，防止造成伤害。

  他们需要一种储存势能的方法，以便在紧急状况下能快速释放势能，从而获得必要的加速度。

  早期的设计只是简单地要求飞行员手动释放座舱盖，然后触发压缩弹簧，希望可以像电影《威利狼》里那样将飞行员弹离飞机。

  弹簧本身不具备将飞行员和座椅的重量向上弹射至安全位置所需的势能，而且在紧急状况下

  正如道格拉斯·戴维在1944年英国双引擎喷气式战斗机“流星”原型机试飞时发现的，并因此丧命。

  在进行高速测试时，飞机由于推力差导致一台发动机失灵，陷入无法控制的旋转。

  当时，英国尚未认真考虑逃生机制，戴维被迫手动打开座舱盖，但座舱盖突然关闭，他的手臂被切断。

  这起可怕的事件让英国人意识到开发弹射机制的必要性，而随着战争的结束，他们将可以从许多德国工程技术中汲取灵感。

  顾名思义，这些飞机的飞行轨迹难以预测，因此德国人在逃生机制的研发方面也处于领先地位。

  这帮助拯救了像赫尔穆特·申克这样的优秀试飞员。申克是历史上第一个在紧急情况下使用弹射座椅的人，当时他正在测试亨克尔He-280喷气式战斗机。

  这在能量储存方面是一项重要的改进，但需要大量额外的机械装置和重型部件才能操作，例如阀门和增压空气罐。

  尽管这些弹射座椅的设计相对笨重，但据报道，到战争结束时，多达60名德国空军飞行员曾使用过这些装置逃生，而且德国人测试的每一架实验飞机都配备了弹射座椅。

  战后，盟军接管了弹射座椅的设计，成为弹射座椅设计的先驱。最著名的是爱尔兰工程师詹姆斯·马丁。

  在爆炸性的向上弹道下，如果飞行员不能保持直立，受伤的可能性就会大幅度提升，而在如此巨大的重力加速度下，保持直立是一项艰巨的任务。

  因此，马丁·贝克巧妙地将扳机设计成一个可伸缩的头罩，将飞行员的头部固定在直立位置，并保护其免受风力冲击。

  减速伞是在弹射过程中，连接发射机构和座舱地板的15英尺长的绳索到达绳索末端时触发的。

  飞行员需要手动抛掉座舱盖，扣动面罩扳机，等待减速伞减速并稳定坠落，然后解开安全带，跳离座位，部署自己的降落伞。

  马丁-贝克公司赢得了英国皇家空军的合同，要求所有未来飞机都安装这款第一代座椅。1949年，当乔·兰开斯特测试阿姆斯特朗·惠特沃斯A.W.52实验型飞翼飞机时，这款座椅挽救了飞行员的生命。由于升降副翼的气动颤振，飞机进入了无法控制的俯仰振荡状态。兰开斯特最终逃脱并幸存下来，但还有很多工作要做。兰开斯特很幸运，因为问题发生在相比来说较高的高度。

  这给了他充足的时间打开降落伞，但大多数问题发生在起飞和降落期间，因此弹射座椅设计的下一个重要步骤是开发零-零弹射座椅。一种能够在零速度和零高度下拯救飞行员生命的座椅。

  要在如此低的高度安全地撤离飞机，需要显著的持续加速度，以确保避开撞击和爆炸，并提供足够的高度以安全打开降落伞。

  到20世纪60年代，马丁-贝克公司和他们的美国同行韦伯公司都在研发这种零零座椅。

  [5] 当时，韦伯公司的座椅已经挽救了500多人的生命，并安装在F-106和双子座太空舱等飞机上。

  临时座椅高度自动化，配备了精心设计的机械扳机，如同先进的鲁布·戈德堡机械，一切都始于飞行员拉动弹射手柄。

  引爆爆炸起爆器点火，这将通过其固定容积弹射室中散发出的热气引发一系列连锁反应。

  这些热气将通过弹道软管流向推进剂驱动的执行器中的其他撞针，气体压力将击穿撞针。

  当座椅沿着轨道向上移动时，它会撞击另一个扳机，触发最后一次延时引爆装置，从而启动减速伞并释放座椅扣。

  然后，飞行员能自由落体，或者，如果他们系好了零延时安全绳，降落伞会在他们从座椅上自由落下时自动打开。

  这个精心计时的程序是对过去手动步骤的重大改进，但它缺少两个至关重要的功能。

  最初，飞行员们极力追求超音速弹射能力，因此，历史上最复杂、最迷人的弹射座椅之一——B型座椅——应运而生。该座椅设计为升起并旋转进入气流，座椅底部可保护机组人员免受气流冲击，并充当气动表面提供升力，使座椅远离飞机。

  在这种速度下，座椅需要额外的升力才能确保其及时脱离飞机，为此，火箭发动机将点火将座椅升至安全位置。

  这是一个巧妙的设计，但也极其复杂，使用了30多个烟火装置，包括起爆器、爆炸螺栓和钢丝钳。

  这种复杂性导致了许多致命的弹射事故，而且慢慢的变多的统计数据表明，超音速弹射的发生率远低于低速弹射，因此要求更换座椅。

  加装火箭发动机，以便在初次弹射后提供必要的高度，使其能够顺利离开飞机，并加装一个爆炸式展开的降落伞，以确保其快速打开。

  自那以后，这种零零座椅设计就成了所有弹射座椅的模板，马丁-贝克公司变成全球领先的制造商，并在过去60年里不断改进。

  增加传感器和飞行计算机，以及为火箭配备矢量喷嘴，以确保座椅即使在飞机翻滚的情况下也能保持最佳轨迹。

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