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十问余旭牺牲:弹射跳伞撞到僚机副翼 这种事故概率有多小?

来源:新浪科技 2016-11-17 14:59:46
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▲余旭生前照片(来源:空军发布)

▲余旭生前照片(来源:空军发布)

中国首位歼10女飞行员余旭在训练中牺牲。据媒体披露,事发时两架飞机在练习”双机绕轴滚转”时发生碰撞,位于失事飞机后舱的余旭弹射跳伞时撞到僚机副翼导致跳伞失败,英勇牺牲。“金孔雀”折翼把人前炫酷的“特技飞行表演”背后的危险性暴露在公众面前。如今,余旭已被批准为革命烈士,也将入土为安,但围绕她牺牲的种种疑问和误区仍需要去解答和澄清。北京科技报|“科学加”客户端记者通过梳理,将其归纳为十个问题,请教专家或查阅权威资料予以解读。

一问牺牲原因:弹射跳伞撞僚机的发生概率有多大?

新京报动新闻制作的3D动画显示了余旭牺牲的大致过程。另据多家媒体报道,当时2架飞机在进行“双机滚转”训练时发生碰撞。

通过这些信息可以得知,两机是同向前进做“缠绕”动作,这要求双机速度、高度要保持一致。军事专家宋心之解释说,这个动作中如果发生碰撞,就相当于我们平时交通事故中,沿同一方向行驶的两辆车发生剐蹭,这也解释了为什么发生事故后余旭跳伞会撞上僚机的副翼。

军事评论员,大V“三剑客”也对此进一步做了说明:造成类似事故的原因还有很多种可能。一般来讲,双机训练彼此会保持一定的安全距离,并时刻保持空中无线电联络畅通,飞行员会留意仪表数据等等。这其中任何一个环节出现问题,都可能会造成飞机在高速、贴身飞行中发生意外。另外,仪表发生问题可以导致飞行高度、速度等数据不准,沟通不畅也可以导致事故发生。此外,空中还有肉眼根本看不到的复杂空气对流,有时瞬间风力大到完全可使飞机发生位移、偏离预定路线。

那一旦选择弹射跳伞,飞行员被弹射出去后撞上僚机的概率有有多大呢?对此,军事作家、网络大V“科罗廖夫”表示,飞机失事本身就是小概率事件,弹射后不幸撞到编队中的另一架飞机则是更小概率事件。当然,假如僚机听到长机跳伞口令,紧急规避也许此祸可免。但人的反应有时间差,或许一楞事情就发生了。

因为与普通飞行相比,特技飞行员在天上做密集编队的时候,两架飞机最近的距离只有1米,而时速却可以达到850公里。在如此的高速和近距离的情况下,反应时间往往都是毫秒级别的,因此,如果长机飞行员跳伞,留给僚机的反应时间也是极短的。

二问弹射风险:是不是如果不撞到僚机,余旭就能安然无恙?

既然余旭牺牲的真正原因是在弹出后与僚机相撞,那是不是意味着在选择弹射跳伞后,如果没有撞到僚机,余旭就肯定会安然无恙?答案是:不一定。

歼十战机的首席试飞员徐勇凌介绍了弹射跳伞的危险性,并亲口描述了他本人在类似情况下弹射跳伞的亲身感受。

徐勇凌说:弹射跳伞是飞行人员在紧急情况下最后的逃生手段,手柄拉下的一瞬间,飞机的座舱盖首先被抛掉。紧接着弹射座椅驱动火箭点火,推动座椅及坐在上面的我以极高的速度离开座舱,由于抛盖动作和弹射离机两个环节都是在极短的时间内完成的,因此飞行员通常感觉不到座舱盖抛掉后带来的影响。

我们在影视作品中看到的弹射镜头,导演们为了增强观赏性和娱乐性,有意放慢了节奏,让观众们能够清楚地领会这一过程,但实际上,这些过程都是转瞬间完成的。飞行员在弹射瞬间能够体会到的感觉,只有巨大的过载和强烈的气流冲击。

在弹射火箭的加速过程中,飞行员将承受15g左右的过载,加上离开座舱后迎面气流的猛烈冲击,会给飞行员的身体造成严重伤害。许多飞行员弹射跳伞后由于当时条件过于恶劣,或者是跳伞时防护措施不到位,造成脊柱损伤的严重后果,即使跳伞成功恢复飞行的可能性也很小,有些甚至造成终身残疾。

弹射出舱后,人和座椅是连成一体的,虽然座椅在设计时已考虑到质心的调节问题,但由于环境的变化和气流的影响,在弹射出舱时人与座椅还是会发生滚转运动,此时飞行员难以调整自己的身体姿态,你可能是平着下落,也有可能是头下脚上的姿势下落。气流和人椅合体的滚动,或者是伞包的损坏也有可能造成无法正常开伞。即便能够正常开伞,巨大的降落伞会使飞行员从每秒60米的下落速度迅速降低到每秒5~10米左右,伞带的巨大拉力可能造成飞行员身体损伤,因此要求飞行员能够适时做出防护动作,主要是收紧身体,抵抗冲击。

作为唯一2次弹射成功的飞行员,徐勇凌表示,现在弹射救生会有15%~25%的重伤率,普通人可能不知道这里面的危险性。在紧急情况下,飞行员跳1次可能就告别蓝天了,所以不到万不得已是不愿跳的。

▲双机绕轴滚转的烟雾轨迹,蓝色直线为长机,紫色曲线为僚机(来源:人民网)

▲双机绕轴滚转的烟雾轨迹,蓝色直线为长机,紫色曲线为僚机(来源:人民网)

三问飞行状态:是不是僚机离长机太近?

航空专家王亚男表示,特技飞行与普通飞行最大的不同之处就在于,普通飞行只考虑规避风险,而特技飞行则强调的是在可控的前提下尽量“接近”风险。

最明显的体现就是特技飞行是以战机本身性能作为依托,在性能允许范围内,不断地追求速度、高度以及距离的极限。有的动作是追求“慢”的极限,比如八一表演队招牌动作之一——小速度通场,就要求速度越慢越好,现在能达到的水平是以200公里的时速通场,这对于一款三代战机来说已经是非常“危险”的了,如果控制上稍有偏差,随时可能失速坠机。再比如,八一表演队的“魔鬼队形”,六机横向的间距已经已经达到了-2米,意味着当以这个队形平飞的时候,垂直从上往下看,左右两架飞机的机翼有一部分是相互重叠的。如此密集的编队,以普通飞行的距离要求来说,也是非常“危险”的,一旦控制不好,战机之间相互碰撞难以避免,甚至还会导致灾难性的后果。

但是必须强调,这种“危险”不是毫无准备的“冒险”,更不是不负责任的“搏命”,而是经过严密设计和计算,再加上平时大量的训练,以及精英飞行员娴熟的操控技巧作为保证,是一种“安全的危险”。用现任八一表演队队长曹振中的话来说就是“看着惊险,但不危险”。正是这种“安全的危险”,才使得特技飞行表演具有极高的观赏性。

军事作家“科罗廖夫”进一步解释说,特技飞行动作主要靠严密的编排设计,以及默契到极致的配合。任何空军都不可能贸然使用飞行员无法掌控的危险动作。例如在中国空军的八一飞行表演队,表演队的队长就兼任特技动作总设计师,这是一个正式职务,主要负责全队特技动作的编排、设计和计算。特技飞行员的每一个动作,都经过严密科学的计算,通过对飞机极限性能的掌控,团队的配合,真正做到人机合一。

所以,别把特技飞行表演想象的有多神秘。特技飞行是指超出战机正常飞行性能的“安全”的飞行动作,是指战机急剧改变飞行状态和运动参数的“标准化”的机动飞行,这些都是经过严密的设计和计算的。只要特技飞行员的飞行技艺、心理素质和身体状况满足要求,那么就应该而且必须把设计的动作飞出来。

听完了这两位专家的解读,所谓“长机僚机是否距离太近”的问题也就有了答案——余旭生前最后一刻正在练习的“双机绕轴滚转”,两架战机要在3.6秒的时间里完成850度的蛇形扭转,作为一个特技动作,本身的要求就是僚机在以长机纵轴为轴线进行滚转的时候,滚转的半径不但不能大,还要在经过严密计算和反复训练后做到尽可能的小,这样才能从视觉上达到僚机“紧贴”长机滚转的震撼效果。

四问逃生设备:是不是弹射设备出了问题?

首先,根据我国唯一的军机弹射座椅生产商——中航工业航宇提供的资料显示,歼-10的弹射座椅采用了穿盖式火箭弹射方式。1992年3月,歼-10飞机弹射座椅就已经完成了方案论证转入初样设计阶段,2000年至2001年间,歼-10的火箭弹射座椅进行了火箭弹射座椅在飞机平飞、俯冲、横滚、下沉、倒飞、平飞大速度等六种机动飞行状态下的试验,这是中国救生系统型号研制史中最恶劣的救生状态试验,获得圆满成功。

2002年11月,这款弹射座椅进入设计定型,试样研制前后历经7年半时间,一年后正式通过设计定型审查,开始生产投入使用。从投入使用至今,歼-10事故中飞行员大都平安脱险,这款型号为HTY-5的弹射座椅功不可没。

既然弹射座椅这么靠谱,那为什么没能保住余旭的生命呢?王亚男表示,在这次的事故中,弹射座椅本身应该没有问题,因为毕竟已经将飞行员成功弹射出座舱。但是,目前弹射座椅都是按照战场要求进行设计的,而在作战任务或平时正常训练中,基本不会有像特技飞行这样密集的编队或者是战机间极近距离下进行弹射的情况发生,因此通常考虑的都是单机飞行时的脱离,没有考虑过在密集编队情况下弹射,其他编队机是否会对弹射曲线造成干扰,从而导致二次伤害的问题。

其次,即便是单机弹射跳伞,也要有一个最佳时机。对于飞行员来说,生死抉择往往在不到1秒钟的时间,弹射时机的把握要以零点几秒来计算。

2003年9月14日,美军雷鸟飞行表演队的F-16战机坠毁,飞行员在坠地前0.8秒弹射,差点就丧命。今年4月份牺牲的海军航空兵飞行员张超,同样正是由于试图保住战机,而错失最佳跳伞时机,弹射角度几乎与地面平行,坠地重伤壮烈牺牲。

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