直升機(jī)防護(hù)救生系統(tǒng)

隨著直升機(jī)性能的不斷提高和武器裝備的飛速發(fā)展，直升機(jī)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中發(fā)揮著越來越重要的作用。而復(fù)雜的戰(zhàn)場環(huán)境如強(qiáng)噪聲、核輻射、高溫嚴(yán)寒等不利因素嚴(yán)重時(shí)會影響直升機(jī)性能的發(fā)揮，甚至引發(fā)飛行事故，直升機(jī)和乘員的防護(hù)救生問題也變得越來越突出。對武裝直升機(jī)而言，乘員離開了防護(hù)救生系統(tǒng)或者防護(hù)救生系統(tǒng)滿足不了要求，不僅戰(zhàn)斗力會大打折扣，而且會導(dǎo)致直升機(jī)乘員短時(shí)或永久性的身體損傷，甚至危及飛行安全。因此，研究直升機(jī)防護(hù)救生系統(tǒng)具有非常重要的意義。

直升機(jī)防護(hù)救生系統(tǒng)由防護(hù)救生裝備和機(jī)上應(yīng)急告警設(shè)備、應(yīng)急救生通道等組成。其主要功能是：對飛行人員和機(jī)上其他乘員在正常飛行及各種不利或有害環(huán)境下進(jìn)行有效防護(hù)，保證其工作效能和生命安全；在直升機(jī)遇到緊急情況，乘員須應(yīng)急離機(jī)的條件下，能快速、安全離開直升機(jī)，并保證乘員在應(yīng)急離機(jī)后的一定時(shí)間內(nèi)具備生存自救和求生能力。由此可知，直升機(jī)防護(hù)救生系統(tǒng)應(yīng)該包括三方面的內(nèi)容，即直升機(jī)及乘員的防護(hù)、應(yīng)急離機(jī)救生以及離機(jī)后的生存與營救。

直升機(jī)防護(hù)系統(tǒng)

直升機(jī)防護(hù)系統(tǒng)包括機(jī)體防護(hù)和乘員防護(hù)。

機(jī)體防護(hù)

（1）武裝直升機(jī)的座艙防護(hù)。駕駛艙的防護(hù)難點(diǎn)在于觀察與防護(hù)的平衡。駕駛艙必須依靠透明件提供飛行員目視觀察條件。透明件的面積越大觀察條件越好，但透明件基本不具備重復(fù)抗打擊的防護(hù)性能。

（2）直升機(jī)動力-傳動系統(tǒng)的防護(hù)?，F(xiàn)代軍用直升機(jī)的傳動系統(tǒng)，不僅普遍安裝在兩臺發(fā)動機(jī)之間，利用發(fā)動機(jī)作為防護(hù)裝甲，在結(jié)構(gòu)上也采用適當(dāng)擴(kuò)大活動件間隙的方法，以便在潤滑油泄漏后的“干燒”過程中，利用間隙避免運(yùn)動件受熱膨脹導(dǎo)致結(jié)構(gòu)“抱死”。

（3）燃料系統(tǒng)的防護(hù)手段。燃料系統(tǒng)的防護(hù)重點(diǎn)是抗泄漏和防火。AH-64是采用復(fù)合材料自封油箱，并在油箱內(nèi)充入阻燃?xì)怏w，保證燃料不漏不燃。墜機(jī)時(shí)油箱材料可在密封狀態(tài)下局部變形，防止燃料受沖擊泄漏和防止火災(zāi)傷害。米-28的油箱也采用自封結(jié)構(gòu)，又對重點(diǎn)方向采取了裝甲防護(hù)，可以承受20毫米爆破彈的破壞。

（4）直升機(jī)的防護(hù)平衡。直升機(jī)受自身?xiàng)l件和飛行性能的限制，采用全面的被動防護(hù)措施不現(xiàn)實(shí)，依靠系統(tǒng)備份和裝甲保證安全也不可靠。武裝直升機(jī)抗彈傷防護(hù)集中在駕駛艙和動力-傳動系統(tǒng)，保證被命中后能持續(xù)工作，其它部分則通過備份、隔離等措施降低損傷后效，維持直升機(jī)基本的飛行和生存條件，最終目標(biāo)是避免直升機(jī)被擊中后直接墜毀，能夠返回安全空域或獲得迫降時(shí)間。

乘員防護(hù)

乘員防護(hù)包括頭部防護(hù)、噪聲防護(hù)、溫度負(fù)荷防護(hù)等。

（1）頭部防護(hù)。直升機(jī)事故的調(diào)查表明，頭部受傷是受傷致死的主要原因。損傷的主要原因是頭部撞擊座艙結(jié)構(gòu)或設(shè)備引起，也可在無撞擊的情況下由頭部加速度引起。腦震蕩可發(fā)生于頭部無碰撞，僅由于脊柱過度彎曲或過度伸展的頭部運(yùn)動引起。如果飛行員頭部由于碰撞或腦震蕩引起意識喪失，直升機(jī)和機(jī)上人員就可能會同歸于盡，或是在墜機(jī)后減少救生的機(jī)會。

①采用適當(dāng)?shù)墓潭ㄏ到y(tǒng)。防止頭部與周圍結(jié)構(gòu)接觸的一個更為有效的方法是采用適合的頭部固定系統(tǒng)，比如充氣式人體約束系統(tǒng)。

②乘員周圍具有足夠的空間。在座艙內(nèi)，乘員與直接鄰近的周圍結(jié)構(gòu)保持適當(dāng)?shù)目臻g，有助于減少突然減速作用時(shí)頭部甩打或與周圍結(jié)構(gòu)碰撞以致?lián)p傷。

③艙內(nèi)表面的防護(hù)處理。為了減少碰撞損傷，凡是座艙設(shè)計(jì)上不能避免乘員在直升機(jī)起降或迫降時(shí)撞擊周圍物體的地方，都應(yīng)進(jìn)行表面處理，對有危險(xiǎn)的表面或艙內(nèi)的突出物用可變形的材料制作。

④頭部防護(hù)裝置。在各種防護(hù)措施中，保護(hù)頭盔是避免頭部碰撞時(shí)出現(xiàn)致命可能的最有效方法。目前，各國都要求飛行人員必須佩戴保護(hù)頭盔，作為減少飛行中嚴(yán)重頭部損傷危險(xiǎn)性的規(guī)范性措施。

（2）噪聲的影響與防護(hù)。噪聲對人體的作用不僅會影響聽覺器官，妨礙飛行人員的通信，破壞乘員的聽覺甚至可造成永久性的聽力損傷，引起煩惱并降低工作效能。

目前的主要防護(hù)措施有：保護(hù)頭盔耳罩被動降噪和頭盔主動消音技術(shù)。航空保護(hù)頭盔耳罩是一種被動的降噪隔音手段，使用無源隔音材料，通過增大腔體和使用聚氨酯泡沫襯墊材料等手段，使人耳局部與外界隔離，達(dá)到一定的降高頻噪聲的效果。主動（有源）消聲技術(shù)又稱為主動噪聲控制技術(shù)，利用人為的發(fā)出次級噪聲控制原始噪聲，達(dá)到消除噪聲目的。有源消聲主要是控制中、低頻，以低頻消聲為主，這一特點(diǎn)正好可以彌補(bǔ)被動降噪之不足，特別適用直升機(jī)乘員的噪聲防護(hù)。

（3）高空缺氧防護(hù)。高空缺氧是由于高空大氣壓力降低而引起吸入氣體中氧分壓降低，機(jī)體組織得不到正常的氧氣供應(yīng)，從而導(dǎo)致一系列生理及病理的改變。除可能有頭痛，眩暈，視力模糊，情緒反應(yīng)異常，肌肉運(yùn)動協(xié)調(diào)障礙等癥狀外，智力障礙尤為突出，如思考力遲鈍、判斷及理解力減退、記憶力減退以至喪失等。這些都將直接影響飛行安全，應(yīng)采取相應(yīng)措施。

航空供氧裝備是直升機(jī)的重要裝備，它為飛行人員飛行構(gòu)成獨(dú)立的呼吸環(huán)境，主要向飛行人員及其他乘員供給呼吸用氧，以防止在飛行發(fā)生缺氧。此外，航空供氧裝備的功能還包括防止吸入有毒氣體或放射性物質(zhì)，防止體液沸騰，防止肺氣壓性損傷及迎面氣流吹襲的防護(hù)等。直升機(jī)飛行高度較低，只需采用普通供氧。直升機(jī)乘員供氧系統(tǒng)主要有氧源、氧氣調(diào)節(jié)器和氧氣面罩組成。普通供氧的基本裝備為氧源、氧氣調(diào)節(jié)器、供氧面罩。

（4）溫度負(fù)荷防護(hù)。機(jī)體蓄積多余熱量則引起溫度升高，叫熱應(yīng)激，而失去部分熱儲備則溫度降低，叫冷應(yīng)激。熱應(yīng)激會降低工作能力，加速疲勞而分散注意力，降低缺氧和加速度耐力等，冷應(yīng)激使飛行員手腳不靈活，操縱不協(xié)調(diào)。因此，可能延長應(yīng)急離機(jī)的時(shí)間等而失去生存機(jī)會。離機(jī)后在低溫下暴露時(shí)間過長，尤其是浸泡在低溫水中，會造成凍傷，甚至?xí)适б庾R和死亡。因此需要相應(yīng)的防護(hù)裝備。

個人溫度負(fù)荷防護(hù)裝備可分為消極型、積極型和混合型。常用的服裝，包括保溫服、抗浸服等屬于消極型，他們均靠服裝本身的結(jié)構(gòu)、材料起保溫或防水等作用；通風(fēng)服、液冷服和電熱服等屬于積極型，他們是根據(jù)輸送給服裝空氣（或液體）的溫度和流量，或是電功率來調(diào)節(jié)人體的體溫；在實(shí)際中也采用混合型，如服裝上有通風(fēng)系統(tǒng)的同時(shí)，尚有隔熱保暖的功能。

（5）生化武器的危害與防護(hù)。直升機(jī)低空飛行時(shí)，地面的毒劑受下洗氣流的吹拂而加快蒸發(fā)，使直升機(jī)周圍的毒劑濃度增加，從而加重了座艙的染毒。應(yīng)有防護(hù)系統(tǒng)保護(hù)乘員眼睛、呼吸道、面部、及全身免受化學(xué)戰(zhàn)劑、生物戰(zhàn)劑和放射性灰塵的傷害，保障乘員在放生化條件下執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)及核化事故救援執(zhí)行任務(wù)的能力。

生化武器個人防護(hù)裝備是用于個人減輕或免受化學(xué)毒劑、生物戰(zhàn)劑和放射性落下灰傷害的裝備，又稱核生化防護(hù)裝備（三防裝備）或防毒裝備。呼吸道防護(hù)裝備主要由防毒面具、濾毒罐、過濾鼓風(fēng)裝置等組成。外界染毒空氣經(jīng)由鍋爐鼓風(fēng)裝置時(shí)，毒劑被濾毒罐濾除。過濾后的清潔空氣由送風(fēng)機(jī)送到面罩內(nèi)并產(chǎn)生一定的正壓以防止外界染毒空氣向面罩內(nèi)滲透，從而達(dá)到防毒的目的。皮膚防護(hù)裝備主要由防毒服、防毒手套、防毒靴套等。他與防毒面具等配套使用時(shí)，可以有效的防護(hù)有毒氣體、霧滴狀毒劑及放射性落下灰對人體的傷害。防毒服通常為連體式，按其毒劑的防護(hù)原理，可分為隔絕式防毒服和透氣式防毒服。

直升機(jī)救生系統(tǒng)

直升機(jī)乘員救生是直升機(jī)在發(fā)生緊急事故時(shí)，乘員借助救生設(shè)備離開直升機(jī)，脫離危險(xiǎn)，以實(shí)現(xiàn)自救或達(dá)到待營救的目的。直升機(jī)乘員的救生可分為兩大類，一類是出現(xiàn)災(zāi)難性事故時(shí)的空中應(yīng)急離機(jī)救生，另一類是直升機(jī)自旋下滑的陸地迫降和水面迫降救生。

應(yīng)急離機(jī)有空中應(yīng)急離機(jī)、陸地迫降應(yīng)急離機(jī)和水上迫降應(yīng)急離機(jī)三種模式。直升機(jī)上方旋翼的存在導(dǎo)致空中離機(jī)有獨(dú)特之處，直升機(jī)飛行高度低抗墜毀能力顯得格外重要，直升機(jī)在水面活動的幾率也比較大，水上救生也應(yīng)該得到重視。

空中應(yīng)急離機(jī)救生

直升機(jī)在空中執(zhí)行任務(wù)時(shí)不幸被炮火擊中，或出現(xiàn)重大故障無法操縱時(shí)，飛行人員可借助救生裝備實(shí)施空中應(yīng)急離機(jī)救生。直升機(jī)空中應(yīng)急離機(jī)主要有人工跳傘離機(jī)、火箭牽引離機(jī)和彈射離機(jī)等形式。

（1）人工跳傘離機(jī)是在直升機(jī)旋翼仍在旋轉(zhuǎn)并提供一定升力的條件下，機(jī)上人員自行實(shí)施跳傘。

（2）火箭牽引離機(jī)救生系統(tǒng)。槳葉切除系統(tǒng)采用爆炸切除技術(shù)把旋翼從槳根套箍處切除，然后拋掉或炸掉座艙蓋，點(diǎn)燃牽引火箭，按一定順序?qū)w行人員以站立的姿勢連同座椅組件向上牽引離機(jī)。

（3）彈射離機(jī)。由于受旋翼的影響，目前只有卡-50，卡-52武裝直升機(jī)能彈射跳傘，直升機(jī)先炸掉旋翼和座艙蓋，然后彈射

抗墜毀救生

直升機(jī)飛行高度低，事故率相對高。直升機(jī)在低高度一旦出現(xiàn)特殊情況沒有足夠的高度和時(shí)間轉(zhuǎn)入旋翼自轉(zhuǎn)下滑，飛行人員就會隨著直升機(jī)一起墜地，受到地面巨大的沖擊能量。此時(shí)，不但會造成機(jī)毀，還會引起人亡。因此，直升機(jī)需要具有一定的抗墜毀能力，來提高直升機(jī)和飛行人員墜地后的生存率。

提高直升機(jī)抗墜毀能力的核心是采取一定的吸能措施。直升機(jī)利用機(jī)體結(jié)構(gòu)變形和座椅吸能來消耗墜機(jī)時(shí)作用到飛行人員身上的沖擊能量，不使墜地時(shí)的巨大撞擊能量直接傳遞到飛行員身上，確保飛行人員的生命安全。直升機(jī)在墜機(jī)時(shí)，對機(jī)上人員會產(chǎn)生一系列的不良效應(yīng)。撞擊時(shí)的加速度超過人體的耐限，會引起不同形式的損傷；人體相對所乘座椅的運(yùn)動與艙內(nèi)物件相撞，或機(jī)艙內(nèi)結(jié)構(gòu)和部件的變形撞擊人體會引起損傷；墜機(jī)時(shí)容易引起火災(zāi)，危及機(jī)上人員的生命；機(jī)艙內(nèi)有機(jī)物質(zhì)的完全燃燒會釋放出一氧化碳、二氧化碳等有害氣體，不完全燃燒時(shí)產(chǎn)生固體小顆粒形成煙霧，這些煙霧會使人呼吸困難、視力下降等。抗墜毀救生系統(tǒng)必須采取措施，保護(hù)機(jī)上人員在墜機(jī)引起的各種危害下不至于出現(xiàn)嚴(yán)重的損傷或死亡事故。一旦墜機(jī)停止，系統(tǒng)還必須為機(jī)內(nèi)人員提供足夠的時(shí)間和相應(yīng)的措施，以便快速安全地撤離。除此之外，隨機(jī)攜帶的生存和營救設(shè)備在墜機(jī)時(shí)應(yīng)得到保護(hù)，并可在墜機(jī)后迅速取出，以便后續(xù)的生存和求救。抗墜毀救生系統(tǒng)包括專門用于墜機(jī)防護(hù)的設(shè)備，以及具有抗墜功能的機(jī)體結(jié)構(gòu)和分系統(tǒng)，如抗墜毀座椅、人體約束系統(tǒng)、告警指示裝置、應(yīng)急離機(jī)通道、吸能起落架、抗墜燃油系統(tǒng)、貨物固定系統(tǒng)等。

水上救生

直升機(jī)在水域上空飛行過程中因發(fā)生故障等原因需要緊急迫降在水面。救生系統(tǒng)在水上救生必須具有以下功能：一是直升機(jī)能以較好的姿態(tài)漂浮一定的時(shí)間，足以使機(jī)上人員能安全的逃離失事直升機(jī)；二是一旦直升機(jī)沉入水下，乘員應(yīng)能從水下離機(jī)逃生；三是機(jī)上乘員離開直升機(jī)后，需要有溺水及低溫浸泡等的防護(hù)措施，使落水人員具備基本的生存能力。

（1）水上應(yīng)急漂浮系統(tǒng)。直升機(jī)應(yīng)急漂浮系統(tǒng)是最佳的輔助漂浮裝置。它可以為應(yīng)急迫降在水上的直升機(jī)提供一定的穩(wěn)定漂浮能力，使直升機(jī)逃逸出口位于水面以上，呈向上狀態(tài)穩(wěn)定漂浮5min，讓機(jī)上人員逃離出艙。若落水狀況良好，將能使直升機(jī)漂浮3h以上，以使直升機(jī)有機(jī)會獲救，從而減少損失。

（2）水下逃生裝置。水下離機(jī)脫險(xiǎn)具有較大的難度，一般具備水下應(yīng)急照明系統(tǒng)、救生斧和應(yīng)急水下呼吸裝置。其中，水下呼吸裝置是水下逃生的主要裝置。水下呼吸裝置，又稱水下呼吸器，其功能是在直升機(jī)一旦沉入水下后，能向機(jī)上人員在一定時(shí)間內(nèi)提供呼吸用的空氣或氧氣，以便能借助其他救生裝備離開直升機(jī)，并浮出水面。離機(jī)后，著水人員須借助具有一定浮力的救生衣以合適的姿態(tài)浮于水面，防止溺水，并尋找充氣救生船，以便登船后實(shí)施自救或等待營救。

（3）抗浸寒服。由于在冷水浸泡時(shí)人的體熱喪失快，生理耐限低，耐受時(shí)間短，導(dǎo)致多數(shù)冷水浸泡致人傷亡事故突然發(fā)生。直升機(jī)乘員離機(jī)落水后，立即面臨海水浸泡的威脅。目前，對浸泡性凍傷、體溫過低的有效防護(hù)措施主要是抗浸防寒服。抗浸防寒服通過防水保暖、防止體熱在短時(shí)間內(nèi)大量散失，能在冷水浸泡下，一定時(shí)間內(nèi)保存維持生理功能所需身體熱量，以延長落水者在水中存活時(shí)間。

生存營救

生存營救是指乘員在離機(jī)后的一定時(shí)間內(nèi)，依靠攜帶的救生物品進(jìn)行生存和等待救援，并安全返回。常對航空人員按個人或集體形式配備一定的救生物品。一是外傷治療等用的醫(yī)療衛(wèi)生用品，如空勤急救和蛇傷自救藥品等；二是用于有害環(huán)境防護(hù)和保持體力的生存防護(hù)用品，如飲用水、救生食物、救生衣等；三是用于求救聯(lián)絡(luò)的光、電、聲裝置，如救生電臺、太陽反光鏡、信號槍等。救生物品主要有海上、沙漠和寒區(qū)三種模式，按照有害環(huán)境的不同對救生物品的內(nèi)容和數(shù)量各有側(cè)重。如在海上離機(jī)后立刻遇到溺水防護(hù)問題，需要有漂浮裝置使離機(jī)人員以有利的姿態(tài)浮于水面。緊接著是低溫浸泡的防護(hù)，如不加防護(hù)，人在低溫的冷水浸泡中可存活的時(shí)間僅為數(shù)分鐘至幾小時(shí)；在沙漠生存的主要問題是炎熱和缺水，需要一定的飲用水和防曬物品；在寒區(qū)生存的主要問題則是防寒保暖等。

直升機(jī)是現(xiàn)代戰(zhàn)爭中日益重要的機(jī)動力量，也是敵方主要的攻擊目標(biāo)之一。只有裝備了性能先進(jìn)的航空防護(hù)救生系統(tǒng)，才能充分發(fā)揮直升機(jī)的作戰(zhàn)效能，只有防護(hù)救生系統(tǒng)的發(fā)展先行一步，才能保證直升機(jī)的迅速發(fā)展。

10.3969/j.issn.1001- 8972.2016.21.001