7月30日,庆祝中国人民解放军建军90周年阅兵仪式在内蒙古朱日和训练基地隆重举行。包括新一代隐形战斗机J-20在内的许多新装备首次被提及。盛大的阅兵式立刻点燃了网络,这真的让吃瓜的群众感到满意。更有价值的是,电视直播节目让人们第一次享受了歼-20驾驶舱的内部。

图J-20战斗机首次出现在战场上(图片来源:新华社)

眼尖的网民一定注意到了,在歼-20的座舱盖上有两个锯齿形的“图案”(在下面的红色方框中)。这是什么?

图j-20驾驶舱内部(图片来源见水印)

一些网民猜测这是一根钢筋,一些人认为这是一根通讯天线,甚至有人认为这是一个发光二极管灯……事实上,这两个“图案”有一个专业术语——微爆电缆,或简称微爆电缆。顾名思义,它是用来爆破的,但为什么要在天篷上安装这样一个“危险”的装置呢?

我们知道战斗机在执行任务时经常面临许多危险,任何突然的失败都可能导致严重的事故。例如,去年11月,中国首位女F-10飞行员徐雨在飞行训练中不幸牺牲,这非常令人遗憾。为了保护飞行员的生命,人们发明了弹射座椅,一旦飞机发生故障,它能迅速将飞行员推出驾驶舱。作为保护飞行员的最后一道屏障,弹射座椅因此被称为飞行员的“生命之舟”。

图2003年9月14日,一名飞行员在F-16坠毁前成功弹射(照片来源:维基百科)

如果有人问:把大象放进冰箱的第一步是什么?你肯定会不假思索地回答:打开冰箱门。类似地,如果你想让弹射座椅飞出,第一步自然是移除座舱盖。我们说“清楚”而不是“开放”的原因是因为每一分钟都在拯救航空生命。座舱盖必须快速、安全、可靠地与座椅弹射区域分离。如果天篷像往常一样一步一步地打开,那将需要很多时间。如何移除它?

一个简单的方法就是扔掉它。以美国的F-22战斗机为例。两个火箭助推器安装在座舱盖的前端。当紧急弹射手柄打开时,座舱盖启动器、座舱盖锁开启器和火箭助推器相继启动,然后座舱盖弹出并脱离机身。这项技术被称为弹射器。不会产生碎片,安全性高。它也用于歼-20。然而,它有一个大缺点:时间长。为了避免撞到空中的座舱盖,弹射座椅通常必须在弹射前延迟大约0.3秒。不要低估这不到1秒的时间。对于低空飞行来说,这可能意味着救生失败。

图F-22在伞衣上安装了一个小型火箭助推器(即图中右上角的白色物体),以快速投掷伞衣(网络图)

图从新闻图片中可以看出,歼-20的座舱盖也装有火箭助推器(图片来源见水印)

为了缩短时间,人们发明了通过盖子弹射的技术。所谓穿盖弹射,是指飞行员利用弹射座椅上的穿盖装置冲破座舱盖玻璃,从飞机上弹起,由于不需要抛盖,节省了救生时间。然而,尽管天篷是透明的,但要打破它并不容易。为了抵抗鸟撞,现代飞机的座舱盖通常由新的聚合物材料制成,这种材料非常坚固耐用。我该怎么办?方法简单而粗糙:油炸!这正是歼-20上的微爆索所做的。

微型导爆索是一种安装在顶棚玻璃上的线型炸药,主要由金属罩和炸药组成。金属盖是半圆形的,由铜、铅、铁、铝和其他材料制成。六硝基甲苯是主要的炸药。当微爆索被引爆时,它会产生足够的能量来击碎舱盖玻璃,并大大降低其强度。此时,弹射座椅上的座舱盖穿透器可以很容易地刺破和清除座舱盖玻璃,让飞行员安全逃生。事实上,不仅J-20采用了微爆索穿透掩护弹射技术,英国的“鹞”战斗机和美国的F-35等飞机也采用了这一技术。可以说,这是第三代及以上飞机的标准配置。

图F-35战斗机在空中加油,可以清楚地看到驾驶舱盖上的微型引爆线(照片来源:kwangaeto.egloos.com)

一些小伙伴可能会担心:在飞行员头上引爆炸药会不会伤害飞行员?事实上,没有必要担心。微爆索的炸药量不多,爆炸载荷也由高精度的计算程序控制,金属罩上覆盖着厚厚的密封材料,爆炸产生的冲击波几乎作用在座舱玻璃上,对飞行员的影响很小。

图7——微爆电缆结构示意图(作者根据参考文献[2][3)绘制)

爆炸不仅给人类带来战争和痛苦,也拯救了生命。这两种看似普通的“模式”可以解决飞行员在关键时刻倒挂的问题。微型导爆索多次成功地拯救了国外飞行员的生命。我相信这也将为我国歼-20飞行员提供良好的安全保障。

参考:

李煜。飞机救生和个人防护技术[M]。北京:国防工业出版社,2015。

[2]冯。[航空紧急救援系统。北京:国防工业出版社,2014。

姚晓虎,韩强,刘晓明,等.用微爆索切割航空有机玻璃的研究[[]。航空学杂志,2006,27(1): 15156。

李志强,赵龙茂,刘晓明,等.用微丝线切割加工战斗舱盖的研究[[]。中国航空学报,2008,29(4): 1049-1054。

黄、、丁、。[10]林冠透明件爆破切割分析[[]。飞机设计,2016,36(6): 668。