飛行器救生及生命保障技術

前言

安全可靠的現代飛行器若發(fā)生故障，造成的危害非常巨大。如戰(zhàn)斗機在飛行過程中被擊中而不能正常飛行，甚至機體損壞，在這種情況下，為了保障飛行員的生命安全，飛行員必須立即離機、下降、著陸（或水面）、生存待援及最后返回基地。飛行器救生技術就是在航空（航天）飛行器處于不可挽回的情況下，拯救飛行人員生命的一門比較新興的學科。自20世紀40年代，德國開始研制彈射救生技術以來，彈射救生技術發(fā)展迅猛。過去，飛機在應急情況下，飛行員唯一的救生設備是救生傘。但是隨著飛行速度的提高，飛行員根本無法出艙，即使出艙也會因為高速氣流吹襲而致傷或致死。彈射救生技術，可利用動力將飛行員連同座椅一起從飛機彈射到安全距離之外，然后再開傘下降直至安全到達地面?，F代航空（航天）人員經歷的飛行環(huán)境和人類的生存環(huán)境有很大的差異，為了保障人員的生命安全及生活需要，必須有完備生命保障系統(tǒng)的氣密座艙，但是當座艙失去氣密或飛行人員（或航天員）必須處在艙外環(huán)境時，艙內人員便會暴露在惡劣的艙外環(huán)境中。所以必須為飛行器提供防護高空低壓、缺氧、熱應激、碰撞、過載等性能的生命保障及個人防護裝備。隨著航空航天技術的發(fā)展，彈射救生技術也在不斷地完善和提高，新概念、新理論、新方法和新設備不斷涌現。因此，有必要出版一本反映上述內容的教材，以滿足航空航天領域人才培養(yǎng)、科學研究和產品研制的需要。本書力求內容系統(tǒng)、完整和新穎，使讀者能較好地將技術發(fā)展和工程應用相結合，深入理解飛行器救生及生命保障系統(tǒng)的專業(yè)知識。全書共13章。第一章介紹了救生及生命保障的基礎知識；第二章至第六章主要介紹彈射座椅系統(tǒng)的原理、構造、性能分析、設計原則及試驗方法；第七章至第十章主要介紹降落傘系統(tǒng)的原理、構造、性能分析、設計原則及試驗方法；第十一、十二章介紹了航天飛行器等多種救生方案及救生試驗技術；第十三章對生命保障系統(tǒng)及防護技術進行了重點闡述。為了便于對基本內容的深入理解和應用，每章都配有一定數量的思考題與習題。全書由南京航空航天大學余莉擔任主編，張紅英負責8.5節(jié)的編寫，武艷對第十三章進行了審閱及修改。研究生史獻林，袁文明也對書稿的順利完成作出了貢獻。

內容概要

本書匯總了20世紀80年代以來飛行器救生技術的最新成果，以理論分析、性能計算、工程應用為重點，全面介紹了飛行器救生和生命保障的基礎知識、基本理論和基本方法，力求體現近年來相關領域的一些新概念、新理論、新方法和新設備，以滿足航空航天領域人才培養(yǎng)、科學研究和產品研制的需要。    全書共13章。第一章介紹了救生及生命保障的基礎知識；第二章至第六章主要介紹彈射座椅系統(tǒng)的原理、構造、性能分析、設計原則及試驗方法；第七章至第十章主要介紹降落傘系統(tǒng)的原理、構造、性能分析、設計原則及試驗方法；第十一、十二章介紹了航天飛行器等多種救生方案及救生試驗技術；第十三章對生命保障系統(tǒng)及防護技術進行了重點闡述。為了便于對基本內容的深入理解和應用，每章都配有一定數量的思考題與習題。    本書是一本實用性較強的專業(yè)書，可作為高等院校相關專業(yè)教學使用，也是本專業(yè)科技人員的重要參考書。

書籍目錄

第一章 概論　1.1 航空救生系統(tǒng)及其發(fā)展　1.2 救生系統(tǒng)工作的大氣環(huán)境及其對人的影響　1.3 航空救生裝置的基本問題　思考題與習題第二章 彈射座椅構造　2.1 彈射座椅的功用與設計要求　2.2 彈射座椅結構及座椅系統(tǒng)組成　2.3 彈射座椅的研制程序　2.4 彈射座椅的自適應控制技術　思考題與習題第三章 彈射動力裝置　3.1 彈射救生系統(tǒng)動力裝置的應用與發(fā)展　3.2 火藥基本知識　3.3 彈射動力裝置的結構與性能　3.4 彈射動力裝置的試驗技術　思考題與習題第四章 救生系統(tǒng)的坐標系及坐標轉換　4.1 坐標系及坐標轉換　4.2 救生系統(tǒng)的坐標系　4.3 坐標系的角度關系及轉換矩陣　思考題與習題第五章 彈射座椅性能計算　5.1 人-椅系統(tǒng)的氣動特性　5.2 人-椅系統(tǒng)對稱平面內的性能計算　5.3 機動飛行情況下人-椅系統(tǒng)的性能計算　5.4 人-椅系統(tǒng)六自由度下的性能計算　5.5 人-椅系統(tǒng)運動穩(wěn)定性　思考題與習題第六章 彈射座椅的強度分析　6.1 作用在座椅上的載荷　6.2 受載狀態(tài)及強度計算　6.3 座椅的強度試驗　思考題與習題第七章 降落傘系統(tǒng)構造　7.1 概述　7.2 降落傘的種類及作用　7.3 降落傘系統(tǒng)組成及結構　7.4 降落傘的工作過程及開傘程序　思考題與習題第八章 降落傘系統(tǒng)性能分析　8.1 降落傘系統(tǒng)性能的基本概念　8.2 自由墜落階段性能分析　8.3 降落傘拉直過程性能分析　8.4 降落傘充氣過程性能分析　8.5 降落傘穩(wěn)降階段分析　　思考題與習題第九章 降落傘設計及強度分析　9.1 降落傘結構設計　9.2 降落傘的強度計算　9.3 降落傘的設計步驟　9.4 降落傘設計的主要問題及解決方法　思考題與習題第十章 翼傘理論　10.1 翼傘概述　10.2 翼傘的典型結構　10.3 翼傘的氣動力特性　10.4 翼傘的工作過程　10.5 翼傘的操縱及開傘控制方法　思考題與習題第十一章 飛行器應急救生裝置及野外救生　11.1 彈射座艙及分離座艙　11.2 直升機救生設備……第十二章 救生設備的試驗與測試技術第十三章 飛行員個體防護技術

章節(jié)摘錄

第三章　彈射動力裝置3.1　彈射救生系統(tǒng)動力裝置的應用與發(fā)展3.1.1　彈射救生系統(tǒng)動力裝置的發(fā)展與特點自1944年德國研制成功裝有火藥動力裝置的彈射座椅以來，以火藥為動力能源的機構在座椅上的運用得到迅速發(fā)展。早期獲得的彈射動力裝置為彈射筒，是一種套筒式彈射機構，彈射初速約為20m／s，工作時間為0.2s～0.3s。隨著飛機速度的提高，為了使座椅在大速度彈射時能越過垂直尾翼，必須提高彈射初速?？梢圆捎迷黾訌椛鋭恿蛟黾訌椛渫残谐虂韺崿F，但增加彈射筒動力會造成過載過大，增加彈射筒行程會造成彈射筒彎曲變形，因而也不是總見效的。提高彈射高度最根本的辦法是在彈射筒的基礎上增加助推火箭，當前常用的助推火箭有兩種：①火箭包；②椅背火箭。另一種重要的火箭彈射動力裝置是組合式彈射動力裝置。它兼有火箭包和彈射筒的功能，而且重量輕。由于其火箭噴口軸線與火箭彈射器軸線成一斜角，火箭推力有一向前的水平分量，可以減小人一椅系統(tǒng)的制動過載，在低空小速度下有利于降落傘的展開和充滿。同時，以火藥、煙火劑、炸藥為能源的動力裝置在座椅的許多子系統(tǒng)中得到了廣泛的運用，如傘用射傘槍、射傘炮，能在救生系統(tǒng)中盡快打開穩(wěn)定傘、救生傘。有的座椅還采用小型固體火箭發(fā)動機來拉開和展開降落傘?，F代彈射座椅是一種自動化程度很高的裝置。在應急情況下，飛行員只需拉動彈射手柄，隨后的彈射通道清除、座椅彈射、穩(wěn)定傘射出、救生傘展開、人椅分離等一系列程序均自動進行。在這一系列過程中，常采用燃氣燃爆系統(tǒng)來傳遞動作信號。這種系統(tǒng)中，起爆器是一個壓力源，輸出高壓燃氣；燃爆彈裝有延時機構，以達到不同的延時效果；通過導管輸送高溫高壓燃氣可以啟動火藥動力裝置的點火機構，也可作推動活塞運動的能源。燃氣起爆系統(tǒng)工作可靠，但管路長，熱損失大，另外導管的彎曲和布局對燃氣流動也有影響。為了克服這些缺點，在有些座椅上采用塑料導爆管來傳遞動作信號。這種塑料導爆管帶有鋼絲編織的外套，塑料管內壁附有極薄的混合炸藥。起爆后這種炸藥產生的沖擊波用來傳遞信號使火箭動力裝置工作。另外，在約束系統(tǒng)中還采用火藥肩帶拉緊機構，使飛行員在彈射時保持良好的坐姿，以提高承受彈射過載的能力；在救生傘系統(tǒng)中，采用彈藥驅動的傘繩切割器來切斷收口繩；在彈射通道清除系統(tǒng)中采用火藥驅動的艙蓋推沖器或拋蓋火箭等。因此，在彈射救生系統(tǒng)中，要大量用到火藥動力系統(tǒng)。

編輯推薦

《飛行器救生及生命保障技術》由國防工業(yè)出版社出版。

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