某型火箭弹射救生系统空弹性能分析

某型火箭弹射座椅是为某型飞机专门设计的一种新型救生系统，该火箭弹射座椅采用了多项新技术，通过空中弹射试验，验证该救生系统在实际飞行条件下的救生性能。经过6次平飞和机动状态弹射试验，结果表明．该火箭弹射座椅救生性能满足设计指标要求。     

高速和机动状态下弹射试验方法和技术研究

高速和机动状态下弹射试验方法和技术研究是为某新机救生装置空中鉴定试验作技术准备、使试飞员感受高速和机动状态下弹射力对飞机的影响，以掌握相应的驾驶技术和考核弹射试验舱结构强度的一项专题研究。经过认真分析确定了该课题的试验研究方案，对有关的技术关键问题按专题进行试验研究并逐一予以解决。１９９６年４季度利用ＨＴＹ－４Ａ型火箭弹射座椅进行了平直高速（速度为９２５ｋｍ／ｈ）和俯冲飞行（速度为７００ｋｍ／ｈ，     

高速弹射试验机的研制与验收试验

高速弹射试验机研制与验收试验从1976年开始到2001年止历时25年，大体分为三个阶段；第一阶段为飞机改装研制，性能计算与安全弹射范围计算，性能试飞与中速平飞弹射检验试验；第二阶段为弹射试验测试技术和弹射试验方法的研究，平飞大速度和俯冲状态弹射检验试验；第三阶段为扩大弹射使用范围，完成型号鉴定试验，同时进行平飞，俯冲，横滚，下沉和倒飞状态下弹射检验试验，本文着重介绍上述三个阶段中，歼教六飞机改装为高速弹射试验机的可行性，安全性，结构设计和改装等专题研究工作，并介绍空中弹射试验方法与技术研究方面解决的一系列关键问题，目前歼教六高速弹射试验机已经过弹射验收试验。并成功地应用于救生系统型号鉴定试飞中，这标志着我国救生系统空中弹射试验的技术能力，已经跻身于世界航空强国之列。     

弹射试验机机动飞行弹射的动态响应

机动飞行状态下弹射试验时，弹射力对飞机的扰动是关系到弹射试验机安全的重要问题。结合某型弹射座椅空弹鉴定试验，分析了在俯冲、俯冲下沉、横滚和倒飞状态弹射时弹射试验机的响应。结果证明，在一定的高度速度范围进行机动飞行状态弹射试验是安全的。     

弹射救生数值仿真及不利姿态下救生性能分析

 国内弹射座椅救生性能预测分析主要依赖地面弹射试验。由于国内相关试验设备的缺乏,不利姿态下弹射座椅的救生性能很难通过试验获得,因此国内不利姿态下弹射座椅救生性能的分析研究比较薄弱。采用数值仿真的方法对弹射座椅的救生性能进行预测和分析,针对弹射座椅弹射过程的4个阶段分别建立了数学模型,其中自由飞阶段采用四元数法代替欧拉速率方程,以解决传统的六自由度方程出现的奇异性问题。采用四阶龙格-库塔法对数学模型进行求解,计算结果与地面弹射试验结果吻合较好。在此基础上,对某新型弹射座椅的弹射姿态轨迹进行计算,分析研究了弹射座椅在不利姿态下的救生性能,得到不利姿态下弹射座椅救生性能不佳的主要原因是座椅高速稳定性差以及飞机向下的牵连速度和飞机滚转角的影响,并根据分析结果提出了改善弹射座椅不利姿态下救生性能的基本方法。     

风对弹射座椅救生性能的影响

 针对某型弹射座椅建立了考虑风速的弹射过程动力学模型。选取不同风速风向和不同弹射速度作为计算状态,对弹射救生过程进行数值仿真,根据仿真结果分析风对弹射座椅救生性能的影响。通过在低速和中速两个弹射速度下,前向风、侧向风和大气垂直运动对弹射座椅救生性能影响的分析可知:较大的逆风不但会降低伞衣充满的轨迹高度,而且会产生人伞系统的振荡和摇摆,对安全救生存在一定的影响;大气的垂直运动对弹射救生系统的救生性能影响最大,它直接影响到救生系统的纵向运动轨迹。研究结果表明:前向风、侧向风和大气垂直运动均会对弹射座椅的救生性能产生不利影响,在真实的弹射过程中必须考虑风速对弹射救生性能的影响。     

座椅弹射鉴定试飞内部参数测试技术

某新型火箭弹射座椅新增了“达特”稳定系统、程序控制系统和挡臀装置等，为了在机动飞行状态下测试弹射座椅内部参数，针对座椅与飞行试验的特点，设计了一套测试系统，经检验及应用证明：该套测试系统是成功的，工作是可靠的，所测的数据是淮确的。对今后同类产品的试飞测试有一定的指导、借鉴意义。     

过载与弹射速度关系研究及神经网络实现

 弹射速度是弹射座椅双态程序控制的主要输入参数之一,其和弹射高度一同决定了救生伞的开伞时间。试验发现,在某些特定的条件下,弹射速度的测量会出现较大误差从而严重影响弹射救生系统的救生性能。提出一种根据弹射座椅出舱瞬间人椅系统体轴 x 方向过载( n_x )值判断弹射速度的方法。建立了人椅系统出舱阶段的数学模型,在MSC.EASY5基础平台上开发了模块化的仿真模型,并基于批处理原理进行了求解器设计。通过数值仿真,建立了平飞状态不同弹射高度及弹射离机质量下体轴 x 方向过载值与弹射速度之间的关系曲线。利用基于误差反向传播算法的人工神经网络,即BP神经网络实现了输入向量（弹射高度及体轴 x 方向过载）到输出值（弹射速度）之间的连续非线性映射。分析了不利姿态参数对关系曲线的影响,在满足工程要求的情况下,可以忽略其影响。用本文方法判断得到的弹射速度与地面弹射试验数据进行了比较,结果表明误差满足工程要求,可以作为弹射速度测量的一种余度设计。     

未来弹射救生系统对飞行试验的新要求

弹射座椅飞行弹射试验是验证新型弹射救生系统是否满足技战术指标的最终手段，世界航空强国都非常重视弹射试验机的研制和飞行弹射试验技术的研究。我国空中弹射试验机与国外弹射试验机在试验机飞行性能、飞行试验方法、测试技术方面相比存在一定差距。从弹射救生技术的发展看，研制新型弹射试验机是弹射救生技术发展的需要。文中提出用某型歼击轰炸机改装成为高速弹射试验机，能满足近来弹射救生系统发展的需要，也符合我国的国情。     

第四代弹射救生系统技术验证计划

计划目标第四代弹射救生系统技术验证计划是一个五年分两阶段实施的计划。由美国空军和海军联合提供资金,麦道公司为主承包商,计划于今年年底完成。 该计划的主要目标是验证弹射救生系统的一些关键技术,以便能使第四代弹射座椅比第三代弹射座椅具有更大的救生包线。具体的目标有二:一是在低空不利姿态条件下具有更大的救生包线,二是在极高速条件下具有安全弹射救生的能力。 第Ⅰ阶段已经成功地进行了推力装置的研制和验证试验,1995年7月已开始了第Ⅱ阶段的     

某Ⅲ型飞机弹射求生联抛系统改进设想

某Ⅲ型飞机弹射救生系统采用新研制的ＨＴＹ－４Ａ（改）弹射座椅，该座椅与ＨＴＹ０－４Ａ弹射座叮比在低空性能等方面有了很大程度的某Ⅲ型飞机座舱盖联抛系统沿用了某Ⅲ型飞机的状态，在与ＨＴＹ－４Ａ（改）弹座椅配套使用对其进行必要的改进，本文从提高整个救生性能的角度，提出了利用ＨＴＹ－４Ａ（改）高温燃气对座舱盖抛放系统进行更改的方案，以期改进的座舱盖联抛系统能更好地与ＨＴＹ－４Ａ（改）弹射座椅相适应。     

某Ⅲ型飞机弹射救生联抛系统改进设想

某Ⅲ型飞机弹射救生系统采用新研制的HTY—4A(改)弹射座椅。该座椅与HTY—4A弹射座椅相比在低空性能等方面有了很大程度的提高,但由于某Ⅲ型飞机在舱盖联抛系统沿用了某Ⅱ型飞机的状态,在与HTY—4A(改)弹射座椅配套使用应对其进行必要的改进。本文从提高整个救生性能的角度,提出了利用HTY—4A(改)高温燃气对座舱盖抛放系统进行更改的方案,以期改进的座舱盖联抛系统能更好地与HTY—4A(改)弹射座椅相适应。     

战斗机飞行姿态对最低安全救生高度影响的仿真研究

战斗机飞行员在飞机出现危险情况时采用火箭弹射座椅作为救生装备的主要形式,在低空不利姿态下弹射时,往往需要一定的最低安全高度来保证弹射救生的成功率,在座椅性能确定的情况下,最低安全救生高度取决于弹射时飞机的飞行姿态。为此,根据火箭弹射座椅的工作原理,针对弹射过程的不同阶段,建立相应的数学模型,用仿真计算的手段来研究不同飞行姿态对最低安全救生高度的影响,以期为飞行员如何选择正确的弹射时机提供一定的理论支撑。     

预测弹射座椅成功穿盖的方法

应急救生时成功地廓清弹射通道非常重要。它是导致成功弹射和回收乘员的第一步。现有三种方法廓清弹射通道,即弹盖、破盖和穿盖。其中以对穿盖过程了解得最少。而穿盖却在提高救生性能和降低飞机复杂性方面最起作用。很多装备有弹射座椅的美国海军的飞机,不是以穿盖弹射作为基本救生模式,就是作为以弹盖或破盖为救生基本模式的备份装备。穿盖方式的研制通常是采用“试行错误”试验的结果,进行这种试验须试验不同的椅装穿盖器和不同的椅—盖行程,直到得到可接受的结果为止。显然这样的试验既费钱又费时。穿盖问题之所以复杂是由于其涉及的因素较多,诸如穿盖器的材料、形状、安装位置;舱盖几何形状、材料、厚度;舱盖温度以及座椅速度都必须考虑。现行海军救生系统试验计划(海军航空兵通用弹射座椅NACES的换代)非常重视开发能较好地预测优化弹射座椅穿盖能力的方法,通过努力,确定了预测不同弹射座椅成功穿盖能力的试验工具和方法。     

弹射救生程序控制的发展

自第二次世界大战后期出现弹射座椅以后,随着飞机性能的提高,弹射救生装备得到飞跃的发展,至60年代前期,国外敞开式弹射座椅已实现了零高度,零速度弹射,最大速度到1112公里/小时。然而,弹射救生成功率并不十分满意,尤其是低空和不利姿态的救生能力,因此提高低空、不利姿态救生成功率格外引人注目。除进一步改善各关键部件外,主要考虑设计与发展精确的程序控制机构,最大限度地控制合适的救生伞开伞时机,在不同高度、不同速度状况下,以最短的时间打开救生伞。     

两级弹射筒与三级弹射筒座椅性能的对比分析

弹射筒作为火箭弹射座椅的一级动力,其作用是为人-椅系统弹射出舱提供一定初速。原三级弹射取消一段中筒后变为两级弹射筒,其弹射行程变短、出舱初速降低、出舱时间缩短,这些对座椅的弹射出舱性能以及弹射性能产生一定影响。本文对三级弹射筒和两级弹射筒从出舱受载、出舱姿态、总压信号采集、救生性能等方面特点进行了对比分析。通过试验数据和仿真结果的综合分析,认为采用两级弹射筒,座椅在出舱受载、出舱姿态等方面较三级弹射筒座椅得到了一定改善。     

低空不利姿态弹射控制方案分析

针对改善低空不利姿态弹射救生性能问题，分析介绍了目前国内外姿态控制的几种方案；按照控制的功能，分类讨论了各种姿态控制方案的优劣和发展概况，重点分析了多参数多模态方案。并以HTY-8座椅为多模态控制原型，增加相应的控制措施，以弹射启动时飞机速度、高度、俯冲角和横滚角为输人参数，划分了30种弹射工作模式。通过计算机仿真，对比分析了几种不利姿态弹射条件下多模态控制与不加姿态控制在Y方向的弹射轨迹，并与ACESⅡ、K36D-3．5A座椅进行了对比，在最低安全救生高度方面，以HTY-8为原型的多模态控制优于ACESⅡ，而接近K36D-3．5A。仿真结果表明，多模态控制能够达到改善低空不利姿态救生性能的目的。     

CREST任务范围要求的研究(MARS)

二十年来,大多数飞行员救生系统是根据1971年的美军标MIL-S-9479B研制的,称之为第三代弹射座椅。乘员救生技术(CREST)发展计划集中于研究2000年以后的飞机(诸如多功能战斗机)救生系统的要求,即第四代弹射座椅的要求。而CREST的MARS计划则是研究这个任务的范围和要求,其主要内容是对下一代弹射座椅的操作环境和所要求的性能提出看法,即根据将来飞机的需要进行分析,以确定是肯定还是修改第四代弹射座椅的要求。为了与将来的DoD飞机(2000年以后的飞机)预期的性能相比较,在研究中要收集第三代弹射座椅系统的性能资料和改进计     

TY5B座椅的基本性能指标

平飞安全救生包线 弹射速度范围:0～1100千米/小时;弹射高度范围:0～飞机升限。 低空复杂姿态下的安全救生性能 基本满足美军标MIL—S—18471F中规定的22种状态最低安全高度要求。低空复杂姿态下从飞行员启动弹射手柄到救生伞张满的时间不大于3秒。 着陆速度 救生伞在标准情况下(人/伞系统质量100千克,大气压力101325帕),着陆速度不大于6米/秒。     

乘员救生推进系统的试验设备

乘员救生推进系统是弹射座椅的关键部件,在很大程度上决定了弹射座椅的升级模式。例如,第一代弹道式弹射座椅以弹道式弹射筒为主要特征;第二代火箭弹射座椅以助推火箭为主要特征。目前世界各国军用飞机普遍采用的第三代弹射座椅的推力系统有三种型式:一种是弹射筒和火箭包(椅盆下面)的组合动力;一种是弹射筒和椅背火箭的组合动力;第三种是火箭弹射器,它把弹射筒和助推火箭组合成一个整体,如ACES弹射座椅。位于美国马里兰州的美国海军陆战中心印第安分部(IHD/NSWC)负责美国三军乘员救生推进系统和推进作动装置的试验和验收。该分部装备有基斯特勒(Kistler)推力测量试验台、奥蒙德(Ormond)多分量推力试验台、高速电子记忆成像系统等先进试验设备。