某型弹射座椅鉴定试飞技术

某型弹射座椅是为某些飞机设计的新型救生系统，通过空中鉴定弹射试验，验证该座椅在实际条件下的工作能力和救生性能，6次空弹试验，先进行了平飞中速弹射试验，然后进行俯冲、横滚、下沉，倒飞和平飞大速度机动状态下的弹射试验，机动状态下的弹射试验在我国是首次进行，具有一定的风险性，课题组认真分析技术难点，使问题逐一解决，最终使鉴定弹射试验安全优势完成，试验证明，该座椅在机动状态下的弹射，工作程序正常，救生性能符合设计要求。     

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。     

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。     

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。     

穿／破盖弹射救生技术研究

介绍了穿/破盖弹射救生方法在国内外的使用情况，论述了采用该项技术要满足的救生标准，透明件的选择方法，影响弹射过载的因素，试验项目以及系统仿真情况等，并对先进飞机的弹射救生方式进行了探讨。     

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。     

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。     

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     

空天飞行器整体式救生座舱的稳定减速与分离特性数值模拟

整体式密闭救生座舱方案将座椅与驾驶舱进行整体设计，弹射后具有独立的气动型面，在包含亚声速、跨声速、超声速甚至高超声速等非常宽广的速度范围可以更好地保护飞行员免受高速气流的吹袭，是空天飞行器救生系统设计的重要途径之一。针对整体式救生座舱，首先开展基本静态气动性能数值模拟评估；之后采用一种刚性减速伞增稳方案（整体式座舱+减速伞）对其稳定性和减速效率进行改进；最后采用动态重叠网格方法，对整体式座舱+减速伞构型的近机弹射轨迹特性开展动态数值模拟计算，从而获得该构型在抛投过程中的稳定性和安全性。研究结果表明，单独整体式救生座舱难以具备静稳定性；减速伞方案可大幅改善座舱的稳定性能，使座舱在Ma=0.3~4.0范围内均具有静、动态稳定性，并呈现亚声速时随马赫数升高而增强、超声速时随马赫数升高而减弱的变化规律，且高马赫数（Ma=4.0）工况可通过降低飞行高度以增加动压的方式进一步提升座舱的动稳定性；在宽速域范围内，整体式座舱+减速伞构型经过弹射力和火箭推力的辅助作用，能够实现与机体的安全分离，并且分离后其俯仰振荡姿态均具有收敛特性。     

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。     

椅载微机控制技术的应用和发展

伴随着飞机性能的提高和不利姿态下弹射救生要求,需要研制更先进的具有自适应能力的弹射救生装备。本文介绍了微机控制技术在弹射救生系统中的应用和发展趋势,探讨了与此相关的几个技术问题。     

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。     

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。     

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。     

救生伞收口性能分析

通过对ACESⅡ弹射座椅所使用的C－9伞收口速度补偿曲线的理论。分析了救生伞采用收口技术后,＿能在高速状态下降低开伞动载,在低速状态下不降低最低安全高度的原因;并对国产ＨＴＹ－4型弹射座椅装备了收口的救生－13型伞后的性能进行了估算。假如收口阻力特征等于210m2、收口时间等于10ｓ则在3000m高度上开伞动载将减小40％;并论述了收口阻力特征和收口时间选取的原则。     

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。     

火箭弹射座椅轨迹发散技术研究

通过对火箭弹射座椅轨迹发散技术的类型、原理进行分析,建立轨迹发散性能计算模型。经过理论计算和试验验证,侧向轨迹发散火箭技术满足双座弹射救生的要求,有效地解决了FBC-1飞机双座飞行员弹射救生可能发生干扰的问题。     

弹射动力动态性能参数波形与频谱分析的初步研究

 研究飞行员弹射救生系统弹射动力的传递作用,采用线性机械振动系统进行模拟试验,利用数字信号的波形与频谱分析方法进行数据处理。试验结果表明:符合弹射动力与人体模型的特点。计算公式和方法是合理可行的。     

浅谈直升机救生技术

直升机救生技术的现状尽管为战斗机飞行员设计的应急救生装置已问世多年，并取得了较高的成功率，但直升机的应急救生发展却非常缓慢，除由于直升机机顶上有转动着的旋翼，乘员不能直接向上弹射外，还因为向下弹射时人机干扰概率也很大。目前主要采用的直升机救生方案有：（1）火箭牵引救生系统当直升机发生故障需要空中救生时，首先切除旋翼，然后抛掉座舱盖，点燃火箭牵引系统（火箭通过牵引绳与飞行员系带相连），按一定顺序把飞行员以站立的姿态连同座椅组件从直升机中向上拉出（座椅主体被留在座舱内），火箭发射一定时间后，打开安全…     

飞行员防护救生系统的现状和发展

飞行员防护救生系统主要山飞行员个体防护装备和弹射救生装备构成，为有人驾驶作战飞机的飞行员提供丁存高过载、缺氧、低气压等复杂作业环境下所必需的防护，并且在飞机出现心急情况时确保人员能安全逃生和自救。