弹射救生研究综述
飞机弹射座椅专利技术发展现状分析
总609期第4期2017年4月河南科技Henan Science and Technology飞机弹射座椅专利技术发展现状分析倪芳原郑硕（国家知识产权局专利局专利审查协作湖北中心，湖北武汉430070）摘要：弹射座椅是现代高速机动飞机的主要救生设备，本文介绍弹射座椅的发展历程，阐明弹射座椅技术特点、控制方式，并通过专利分析着重研究国内外弹射座椅专利申请的发展路径，为进一步展开弹射座椅专利申请提供建议。
关键词：弹射座椅；专利分析；技术路线中图分类号：V271文献标识码：A文章编号：1003-5168（2017）04-0136-03Analysis On Patent Technology Of Aircraft Ejection SeatNi Fangyuan Zheng Shuo（Patent Examination Cooperation Hubei Center of the Patent Office ，SIPO ，Wuhan Hubei 430070）Abstract:Ejection seat is the main lifesaving equipment of modern high speed maneuvering aircraft.This paper intro⁃duced the development process,technical features and control methods of ejection seat.On the other side,this paper focused on the development path of domestic and international patent application of ejection seat through patent anal⁃ysis,to provide the suggestions for the further development of the patent application.Keywords:ejection seat ；patent analysis ；technology roadmap 自1783年人类第一次实现气球载人飞行后，便产生了航空应急救生问题。
弹箭外弹道学
弹箭外弹道学
摘要：
1.弹箭外弹道学的定义与概述
2.弹箭外弹道学的研究内容与方法
3.弹箭外弹道学的应用与发展前景
正文：
弹箭外弹道学，是一门研究弹药或导弹在发射、飞行和打击目标过程中，其运动轨迹、速度、射程以及受外界环境影响等因素的学科。
它是军事科学领域的重要组成部分，对于提高武器系统的射击精度和打击效能具有重要意义。
弹箭外弹道学的研究内容主要包括以下几个方面：
1.弹药或导弹的初始速度和发射角度对运动轨迹的影响。
这是弹箭外弹道学的基础研究内容，通过对弹药或导弹的初始速度和发射角度的研究，可以确定其最佳的发射条件，以达到最佳的射击效果。
2.弹药或导弹在飞行过程中的受力分析。
这包括重力、空气阻力、推力等因素对弹药或导弹运动轨迹的影响。
对于这些受力的精确计算，可以提高射击精度。
3.弹药或导弹的飞行轨迹和射击精度预测。
通过对弹药或导弹的飞行轨迹的模拟和计算，可以预测其射击精度，从而为武器系统的优化设计提供理论依据。
弹箭外弹道学的研究方法主要包括理论分析、实验研究和数值模拟等。
理论分析主要是通过数学模型来描述弹药或导弹的运动过程；实验研究主要是通过实地发射实验来验证理论分析的结果；数值模拟则是通过计算机模拟来模拟
弹药或导弹的运动过程。
随着科技的发展，弹箭外弹道学的应用领域也在不断扩大。
除了在军事领域的应用外，它还在航天、航空、射击运动等领域发挥着重要作用。
例如，在航天领域，弹箭外弹道学可以为火箭的飞行轨迹和发射窗口的确定提供理论依据；在航空领域，它可以为飞行器的飞行轨迹和飞行性能的分析提供理论支持。
一弹化去关头险,青鸟乘风再入云(二)
一弹化去关头险，青鸟乘风再入云（二）——浅谈中外航空弹射座椅的发展如果我们把上篇算做弹射座椅的《历史篇》，那么这一篇，就是弹射座椅研制的《技术篇》。
首先说明一下，本系列文章讨论的只是弹射座椅的相关技术，并未覆盖所有航空逃生装备的类型。
这位问了，除了弹射座椅，战斗机还有别什么救生模式吗？还真有。
比如，1960年代，为使高空高速飞行中的飞机驾驶员跳伞时免受高速、低温、缺氧等因素的伤害，美、苏两国在弹射座椅的基础上，又首先研制成功密闭和半密闭式的弹射救生系统。
所以，侯知健先生的文章说“西方所根本没有想到、也没有做到的；就是将弹射座椅作为一个独立的飞行器看待”，其实值得商榷。
美国曾设计了将驾驶舱整体与飞机脱离，即以驾驶员座舱作为逃生系统。
比如F-111，就是采用整体座舱逃生。
该系统具有18500米和2.5马赫的弹射包线。
但是后来因为成本高昂，座舱和战机分离技术更加复杂，因而被后续机型放弃。
不过，兵器迷认为，这种思路可以避开下面探讨逃生座椅时遇到的很多弊端，也许未来技术水平提高了，这种超前的座舱整体逃生模式，能够凤凰涅槃，亦未可知。
F-111的整体弹射座舱回过头来，说弹射座椅。
一、硬件、程序和启动首先，从硬件上说，弹射座椅型乘员应急离机救生系统主要包括弹射座椅、伞降系统、个体防护装备、供氧系统和救生物品等，涉及十几个个学科，是典型的人-机-环系统工程。
再从程序上说，飞行员气动弹射程序之后，系统动作大致分为抛盖、出舱、空中自由飞、救生伞拉直，救生伞张满、稳降六个阶段。
最后一个阶段稳降其实与一般的伞降已经差别不大，只要前一个阶段救生伞张满时，伞降高度足够，能否安全落地依靠的是伞降环境和飞行员操纵，已经与弹射系统的关系不大了，我们不再讨论。
弹射座椅的工作阶段前五个阶段，就是飞行员启动弹射程序后，从抛盖一直到救生伞张满，整个过程一般在3秒之内自动完成。
在这个数秒中的短暂过程中，弹射操纵、弹射动力、程序控制、人／椅稳定、人／椅分离、救生伞等子系统及相关部件必须高度协同，以确保万无一失。
F-35战斗机防护救生装备服役现状及改进对策研究
Research on protective Equipment Technology防护装备技术研究F-35战斗机防护救生装备服役现状及改进对策研究韩寒吴冰瑶(航空工业航宇救生装备有限公司湖北襄阳441003)【摘要】自F-35战斗机服役以来，其配备的防护救生装备出现了一些影响飞行安全和作战效能的问题，美国空军及相应的生产商针对这些问题采取了各种应对措施本文简要梳理分析了最近几年F-35战机的乘员弹射座椅、头盔及机栽氧气系统等防护装备所出现的问题、原因和改进措施，以期为今后类似产品的设计和制造提供些许可供借鉴的经验，确保防护装备真正发挥保护飞行员生命安全的作用。
【关键词】F-35战斗机防护救生系统弹射座椅头盔机栽氧气系统Study on the Service Condition and Improvement Countermeasures of F-35 Fighter's Protective and Life-savingEquipmentHan Han Wu Bingyao(AVIC Aerospace Life-support Industries,Ltd.,Hubei Xiangyang,441003)【Abstract】Since the F-35 fighter was put into service, the U.S. Air Force and its manufacturers have taken various measures to address some of the issues affecting flight safety and combat effectiveness of its protective and life-saving equipment. In this paper, the author briefly summarized and analyzed the problems, causes, and solutions of F-35 protective equipment such as the ejection seat, helmet and on-board oxygen generating system (OBOGS) in recent years, with a view to providing some useful experience for the design and manufacture of similar products in the future, so as to ensure the safety of pilots.【Key words】F-35 fighter; protective and life-saving equipment; ejection seat; helmet; OBOGSF-35 “闪电I I”联合攻击战斗机是一款由美国洛 克希德•马丁公司设计及生产的单座单发战斗攻击机，属于第五代战斗机，具备较高的隐身设计、先进的电 子系统以及一定的超音速巡航能力，但F-35自服役以来，就暴露出诸多问题。
电磁弹射器研究性学习报告
电磁弹射器研究性学习报告一、电磁弹射器组成包括:电源、强迫储能装置、导轨和脉冲发生器等，但弹射器还多了强迫降温及精确控制。
分别介绍如下:1、电源装置电磁弹射器用的是直流电源，而且在电磁弹射器工作时是负荷冲击性非常大。
虽然有了储能装置，但由于要求弹射器在很短时间内起飞更多架次的飞机，所以对电磁弹射器的电源容量要求也比较大，一般容量在5~8万KVA左右（但输出电压却不高)。
这么大的功率的交流发电机当然不是问题，但如果是直流发电机则必须是无刷稳流直流发电机，否则滑环的强大电流会灼伤换向器。
2、力量储能装置力量储能装置是电磁弹射器的核心部件，它不仅缓解了发电机的压力，同时在弹射器不工作时吸收发电机的能量，使发电机几乎不受冲击性负荷的影响。
力量储能装置原理不复杂，但实施起来很麻烦。
早期美国使用的力量储能装置是这样的:用一个交流发电机给一个交流电动机供电，这其实很容易办到，但这个电动机的转子同时拖动直流发电机和一个惯性特别大的自由转子（约上百吨)一起旋转。
我们知道，这么重的自由转子起动起来有一定的难度，然而这么重的自由转子运行到高速时具有非常大的动能。
而在弹射器工作时，在发电机看来是接近短路的电流会产生强大的制动力阻止发电机继续运行,电动机将无能力拖动，但此时由自由转子强大的储能强制拖动直流发电机运行，从而完成冲击性负荷过程。
白由转子会因此速度降低,但起动结束后电动机会在发电机没有负荷下把自由转子拖动到一定的速度，从而完成储能。
但需要说明的一点是，这里的电动机既不是鼠笼式电机，也不是绕线式电机，还是转子有一家电感及线圈的电机。
后来,美国干脆用高性能电池代替,为此老美子采用了上万个高性能抗冲击负荷的电池，每个单体电池最大做功能达到5~10KW，有效时效为35S，弹射器工作时由发电机和电池同时为弹射器做功，做功后的电池因强制放电而电压降低，但弹射器工作完毕后发电机将完成对电池的充电。
这里也需要说明的一点就是大家不要把这里的电池当成日常生活的铅酸电池,这里的电池内阻很低,有很强的抗冲击能力及快速复充电能力。
卡-50“黑鲨”武装直升机
卡-50(原编号为卡-136或卡-34)是前苏联卡莫夫设计局研制的新型共轴反转旋翼武装直升机，北约组织给予绰号“噱头”(Hokum)。
卡-50于1977年完成设计，原型机于1982年7月27日进行首次飞行，1984年首次公布，1991年开始交付使用，1992年底获得初步作战能力，该机目前处于小批量生产阶段。
据卡莫夫设计局证实，“噱头”不是空战直升机，而是一种用于压制敌方地面部分火力的突击武装直升机。
卡-50被选作俄罗斯下一代反坦克直升机。
除能完成反坦克任务外，还可用来执行反舰/反潜、搜索和救援、电子侦察等任务。
设计局还准备研制卡-50的双座教练型。
美国国防部对“噱头”所作的评论中说，“噱头”具有明显的空中优势，目前西方还没有与之相匹敌的直升机。
卡莫夫设计局正准备为“噱头”换装西方发动机、电子设备和武器，以打入西方市场。
为提高生存能力，卡-50采用了红外抑制技术、红外诱饵撒布装置和装甲。
据说该机比美国的武装直升机“阿帕奇”便宜得多。
旋翼系统3片桨叶共轴反转旋翼，旋翼桨尖后掠。
这种旋翼桨叶技术与美国西科斯基公司的“前行桨叶概念”(ABC)不下上下。
由于采用共轴反转旋翼布局，不再需要尾桨，从而省去了尾桨和一整套尾桨传动和操纵装置，大大提高了卡-50的战斗生存性。
发动机全部功率都可用来驱动旋翼。
机身机身较窄，具有很好的流线型，机头呈锥形，机头前部装皮托管和为火控计算机提供数据的传感器。
机头下方装有探测器舱。
机身两侧有短翼，每侧短翼下有2个挂架，可挂导弹或火箭弹，也可吊挂外部油箱。
机身的主结构部件是1个1米宽1米高的盒形梁，旋翼减速器和发动机都装在梁上。
后机身上有带端板的水平尾翼。
后机身/尾梁逐渐变细，末端装有较高的垂尾。
尾梁是不承载结构。
卡-50结构重量的35%由碳纤维复合材料组成。
尾部装置平尾装在尾梁中部，有3个垂直安定面。
着陆装置可收放的前三点式起落架，减震能力是俄罗斯标准直升机起落架的3倍。
动力装置两台克里莫夫设计局TV3-117BK涡轮轴发动机，功率2-1618千瓦(2-2200轴马力)。
飞行员空中弹射问题及其优化
飞行员空中弹射问题及其优化一、引言飞行员在执行任务时，面临着各种各样的风险和挑战。
其中，空中弹射是一种极端情况，需要飞行员迅速做出反应，才能保证生命安全。
本文将从以下几个方面探讨飞行员空中弹射问题及其优化。
二、飞行员空中弹射问题1. 空中弹射的原因空中弹射通常是由于飞机发生了故障或遭遇了攻击等情况导致的。
这时，为了保护自己的生命安全，飞行员需要迅速做出反应并执行空中弹射。
2. 空中弹射的危险性虽然空中弹射可以保护飞行员的生命安全，但也存在着一定的危险性。
在高速下坠过程中，如果不注意姿态控制或者出现其他意外情况，都有可能导致伤亡事故发生。
3. 空中弹射对身体的影响空中弹射对人体会产生很大的冲击力和惯性力，在短时间内会给身体带来很大压力。
如果不注意保护头部和颈部，还可能导致严重的颈椎损伤等问题。
三、飞行员空中弹射优化1. 弹射系统的改进目前，一些先进的弹射系统已经应用于军用飞机中，可以大大提高飞行员的生存率。
例如，加装自动引导系统和降落伞等设备，可以帮助飞行员更好地控制姿态和缓解下坠过程中对身体的冲击。
2. 培训与演练对于飞行员来说，接受专业培训和实际演练是非常必要的。
只有在实际操作中不断积累经验，并且掌握正确的操作技巧和方法，才能在危急时刻保护自己的生命安全。
3. 个人防护装备为了减少空中弹射对身体造成的伤害，飞行员需要配备一定的个人防护装备。
例如，头盔、护目镜、防护服等设备都可以起到保护作用。
4. 空中弹射后处理在空中弹射后，及时进行医疗救治和心理疏导也非常重要。
特别是对于那些经历过空中弹射的飞行员，需要进行一定的心理疏导和支持，帮助他们尽快走出心理阴影。
四、结论空中弹射是一种非常危险的情况，需要飞行员具备一定的应对能力和技巧。
同时，通过改进弹射系统、加强培训与演练、配备个人防护装备等方式，也可以大大提高飞行员的生存率和安全性。
救生舱研究报告
救生舱研究报告摘要救生舱是一种用于海上或航空事故中紧急逃生和生存的设备。
本报告通过对救生舱的研究，分析了其结构、功能和应用，探讨了其在救援行动中的作用和发展趋势。
1. 引言救生舱是一种紧急逃生和生存设备，可以提供对船员或乘客在发生海上或航空事故时提供保护。
通过研究救生舱的结构和功能，可以更好地了解其在救援行动中的作用，并为相关行业的发展提供参考。
2. 救生舱的结构和功能救生舱的典型结构包括外壳、逃生通道、氧气供应系统、紧急通信设备等。
外壳通常由耐磨、防水、防火材料构成，可以抵抗外部破坏和极端环境。
逃生通道是救生舱与外界联系的桥梁，确保人员能够安全、迅速地脱离危险区域。
氧气供应系统提供适量的氧气，确保人员在有限的时间内得到充足的呼吸。
紧急通信设备可以与外界保持联系，向救援人员发送求救信号和位置信息。
3. 救生舱的应用救生舱广泛应用于海洋、航空等领域，包括商船、娱乐船只、客机、军舰等。
在海上事故中，救生舱可以为船员提供岸上救援到来前的临时居所，提供足够的食品、水和氧气，并保持温暖和安全。
在航空事故中，救生舱可以作为紧急逃生通道，确保乘客和机组人员能够尽快离开飞机。
此外，救生舱还可以用于深潜、沉船救援等特殊情况下的救援行动。
4. 救生舱在救援行动中的作用救生舱在救援行动中发挥着重要的作用。
首先，救生舱可以提供一个安全的环境，保护船员或乘客免受外部威胁。
其次，救生舱可以提供足够的食物、水和氧气，确保生存者在等待救援的过程中能够维持生命功能。
此外，救生舱还可以通过紧急通信设备与外界保持联系，向救援人员发送求救信息和位置信息，加快救援行动的展开。
5. 救生舱的发展趋势随着科技的进步和救援需求的增加，救生舱正不断发展和改进。
未来，救生舱可能会更加智能化，配备更先进的气候调节系统和食物供应设施。
同时，随着航空和船舶工业的发展，救生舱的体积和重量可能会减小，从而提高其易于携带和应用的性能。
此外，救生舱也可能会与其它救援设备，如救生艇、救生衣等进行集成，形成更完善的救援系统。
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弹射救生研究综述
摘要：作为高空救生，弹射座椅的发展是个重要的问题，但在国内还是个较新的概念。
文章通过了解国内外道弹射座椅的研究进展状况，提出中国高空救生的新展望。
关键词：弹射救生发展趋势
0 引言
战斗机在空中遇险，如果没有成功迫降的可能，只能弃机跳伞。
航空技术发展快速，飞行速度逐渐增大，出现紧急情况时，高空中飞行员难以克服高速气流吹袭爬出座舱，成功逃离急速坠落的飞机[1]。
弹射座椅是在飞机发生故障时，依靠座椅下的动力装置将飞行员弹射出机舱，张开降落伞。
它是战斗机飞行员应急离机、使飞行员安全降落的座椅型救生装置。
弹射座椅性能的优劣，直接关系到飞行员的生命安全，因此受到广泛的关注和重视。
1、研究现状
自20世纪40年代弹射座椅问世以来，弹射救生技术一直在向前发展。
为了让飞行员脱离出故障的飞机，利用弹射筒作为弹射动力源出现了第一代弹射座椅，即弹道式弹射座椅[2]。
英国的MK-1、MK-2一型弹射座椅和我国米格系列飞机座椅等都有配备此设备，其弹力小，弹射安全高度不足，受空中气流影响方向不易控制，降落伞无法及时打开造成就剩失败，不能适应低空飞行的战机。
20世纪50年代中期起，为确保低空飞行时，座椅安全脱离遇险飞机，在原弹射座椅骨架的基础上，弹射座椅增加第二级动力源火箭助推装置，稳定伞及稳定伞伞射枪、人椅快速分离器、低空零秒自动开救生伞装置等部件，满足低空低速飞行的救生问题，具有零高度小速度的救生能力[1]。
我国歼七、歼八系列装备了该安全设备，大大提高高空救生的几率。
高空飞行中存在许多不利姿态如倒飞、俯冲、高下沉率等飞行状态，需满足救生时飞行员的生理需求。
第三代弹射座椅把高冲量的火箭助推器改为小冲量的火箭助推器，优化稳定性系统，通过现代控制技术，对速度传感器采集弹射离机速度自动选择不同的程序控制状态，称为多态程序控制火箭弹射座椅[3]。
与二代座椅相比，最大程度的放开座椅离机时对飞机状态的限制，不管在哪个高度哪个方向只要保证座椅离机瞬间的角度不大于九十度，且座椅弹射离机时座椅前进方向无障碍物阻挡，就可以实现成功救生。
发展至第四代弹射座椅，高空救生理念是“安全、舒适、高效”，研发自适应技术提高不利姿态条件下的救生成功率的自适应弹射座椅。
2、弹射救生理念
空中弹射救生过程复杂，过程包括飞行员生理耐受程度和座椅安全防护系统，不允许任何一个环节出错。
救生过程中对飞行员带来安全问题的主要是飞机飞行状态不能满足座椅救生包线需要，飞行速度过大、处于低空不利姿态等，弹射座椅动力系统不足以使飞行员安全脱离遇险飞机，座椅在救生伞未正常工作前坠地或者弹射座椅与飞机垂危相撞。
故该过程要考虑动力系统有足有的推力，使飞行员在弹射后有足够的高度，降落伞有充分的时间开伞工作；能自动掌控推力方向，是弹射座椅不会与坠落飞机相撞[4]。
进行弹射试验含有六个步骤：弹射准备阶段，向指挥员报告，做好弹射准备姿势；清理通道阶段，飞行员操纵弹射系统，抛掉、爆破座舱盖或穿盖弹射；弹射离机阶段，弹射装置将座椅系统弹离座，安全脱离飞机；稳定减速阶段，系统在空中稳定减速，为救生伞开伞创造良好条件；乘伞下降阶段，座椅分离后，打开救生伞，飞行员乘伞缓慢下降；安全着陆阶段，飞行员安全着陆着水[1]。
3、技术水平
现役第三代弹射座椅主要采用双态程序控制，根据弹射启动时飞机的速度和高度划分大约3～5种弹射模式，以控制开伞时间[5]。
采用高度-速度-时间双态控制，解决高低速开伞矛盾是第三代弹射座椅的主要技术标志。
发展至第四代，弹射救生的理念不仅仅是飞行员的安全，而是“安全、舒适、高效”，主要利用自适应控制技术、推力控制技术、高速稳定技术和高速气流防护技术，使座椅具有数字化控制、智能飞行器的特点，弹射座椅出舱后能够根据自身感受的状态参数，纠正运动姿态，使弹射轨迹能够向着有利于救生成功率增加的方向发展。
4、问题与展望
一项据我国空军自1960年以来20多年的统计表明，弹射死亡人数占弹射总人数的20.4%在死亡原因中，低空弹射占47.5%，大速度弹射占20%[6]。
高速度方向发展的飞机也使人体的生理耐受极限。
第四代飞机已经开始服役，而第三代弹射座椅不理姿态下救生能力，对应急离机的自适应性，高速气流的防护以及高空弹射的稳定性都存在一定的缺陷。
低空不利姿态条件下的安全救生能力成为第四代弹射座的首要任务和基本目标[7]。
我国空军装机的弹射座椅基本上是一机一型，加大了研制成本和周期,同时也带来了维护不便的问题，也不利于
弹射救生技术的发展。
虽然经过几十年的努力，我国弹射救生技术，跨入独立研制弹射救生设备的行列，但与国外先进弹射救生技术相比，有很大差距。
为缩短与国外的差距，必须选准突破口，加大投资强度，研制出具有我国知识产权的先进救生系统，以实现跨越式发展。
参考文献
[1]田佳林．航空弹射座椅结构设计与仿真分析研究[D]．长春理工大学，2011．
[2]司古．高空救生：弹射——鲜为人知的弹射座椅[J]．科学大众(中学版)，2007，9：26-28．
[3]韩梦珍．国外航空救生技术现状及展望[J]．航空科学技术，2003，2：22-25．
[4]毛晓东，林贵平，郁嘉．弹射座椅不利姿态控制规律设计[J]．北京航空航天大学学报
[5]周方．提高低空不利姿态下救生成功率的措施[J]．航空科学技术，1998，6：18-20．
[6]刘长明．弹射救生技术的发展趋势[J]．航空知识，2007，1：35-37．
[7]李锐．第四代弹射座椅的关键技术[J]．航空科学技术，1995，4：14-17．。