F35座椅穩定設計遠差蘇聯幾十年，彈射瘦飛行員足以致死

1：F35因為安全隱患出現禁飛，禁止體重低於62公斤的人駕駛

F35從嚴格意義上說並不是真正的戰鬥機，而是一款單發的重型遠程超音速攻擊機。推力有限（蘇27雙發有25噸推力，F22有35.3噸，F35隻有19.5噸），超音速飛行需求又使它不可能獲得A10等低速飛機那種優良的巡航和載重性能；種種限制下還要實現巨大的載荷航程，這就使它不得不屢次挑戰現代飛機工程製造的能力極限，盡一切可能減輕重量。

資料圖：F35可以攜帶兩枚1噸的重型精確制導炸彈和2枚AIM120中距導彈進行遠程攻擊

F35自研製以來，進度屢屢拖延、價格屢屢超標的同時，還不斷出現結構壽命不達預期，裂紋出現早等各類問題，技術上的核心根源都在於此。F35上拚命減重的當然不止結構，也包括各種機載設備。而這次最新的負面新聞，就和彈射座椅的減重密切相關。

資料圖：F35進行地面高速滑跑彈射試驗

美國軍方表示，現階段下62公斤以下飛行員如果在F35上進行彈射，有可能造成頸椎嚴重傷害，目前只能暫時禁止體重超輕的飛行員駕駛F35。F35上採用的彈射座椅是英國馬丁·貝克公司的MK-16E彈射座椅，它改進自MK-16A型彈射座椅（裝備於EF2000颱風戰鬥機）；除了進一步強化彈射座椅控制系統的性能以外，最主要的改進在於它將重量從89公斤減輕到78.4公斤。

資料圖：彈射座椅工作原理

根據美軍的表態，目前F35的彈射安全隱患在於兩個方面；首先是體重過輕的飛行員在彈射時，彈射座椅在空中翻滾的速度比預想的要快，已經超過安全範圍。其次在低速彈射打開救生傘時，F35飛行員因此頸椎受嚴重損傷的概率會明顯增高。

2：低速時開傘容易損傷頸椎與姿態有關

座椅在彈射以後，首先放出的是穩定傘。只靠穩定傘那麼點面積，顯然是不足以保證飛行員平安落地的。穩定傘的作用，只是保證彈射座椅在空中能夠穩定減速到合適的範圍以內，然後飛行員能夠安全的打開主傘，並與座椅分離。否則在高速下就直接打開主傘，巨大的氣動阻力要麼直接把傘撕壞了——就像狂風天氣吹變形、吹破雨傘一樣，或者透過傘的安全背帶直接飛行員撕成兩半。

資料圖：彈射座椅彈出去就開始減速，位置比座艙已經落後很多了

但即使是在安全範圍內開傘，主傘打開以後的劇烈減速，也會在瞬間使飛行員受到十幾倍重力的拉扯——而且這個方向是從軀幹向上傳遞到頸椎的。從安全性角度來說，這個過載不能超過17~19倍重力。除了過載大小這個絕對指標以外，主傘通過背帶拉扯飛行員的方向也極其重要。

資料圖：F18彈射後打開主傘、人椅分離的瞬間。

最理想的情況下，背帶是順著脊椎方向拉扯飛行的；但如果彈射座椅的穩定性不好，開傘瞬間飛行員脊柱和背帶之間存在很大夾角的話，那麼飛行員的頭部就會在十幾倍重力作用下狠狠的向一側甩扭過去，形成嚴重的傷害。此次美軍強調低速開傘是因為「過度旋轉」而處於不利姿態下，引發頸椎受傷風險，應該就是這一問題。

3：美軍新聞避重就輕，輕體重飛行員在F35上高速彈射時更危險

戰鬥機彈射救生從來不是什麼安全的事情，尤其是在彈射座椅飛行姿態穩定性不好的情況下，這種危險性隨著飛機的速度提高而越來越明顯。1976年到1989年間的美國海軍事故記錄里，彈射速度超過926公里/小時的彈射共計10人；就在這10人中，傷亡高達6死2重傷，只受到輕微傷害的僅有2人。

這類傷害的主要原因，都是高倍重力與高速滾轉的複合作用。戰鬥機在彈射以後，彈射座椅自身沒有飛行動力，迎風面積又很大，會迅速在空氣阻力的作用下進行減速；在2-2.5秒以內，飛行員會遭受到相當於身體十幾倍、以至於最高峰值能到35-40倍的重力。

事實上如果彈射座椅能夠始終保證正面朝前，水平減速飛行的話，這個高重力會從飛行員的前胸直接穿透到後背，而不是從顱骨向下一直傳遞到腰椎和骨盆或者別的更危險的歪斜方向。由於全身從頭到腳都牢固的抵在座椅上，承力面積很大，而且是人體最能耐受高倍重力的方向，對於身強體壯的飛行員來說，短暫的高過載並不會造成傷害。

資料圖：最理想的情況下，彈射座椅彈出飛機以後，要能夠像羽毛球一樣姿態穩定的飛行、減速

但是，由於彈射座椅本身的氣動外形和重心分布都不規則，它在減速時各處受到的空氣阻力是不相等的，這就非常容易使它在空中瘋狂的以各種姿態高速翻滾。在十幾倍甚至幾十倍的重力下不斷變換著方向高速翻滾，飛行員不僅脊椎尤其是頸椎特別容易受傷，最關鍵的是手臂這樣的肢體，會完全無法控制的猛烈甩打到胸部和頭部，造成致死幾率非常高的嚴重外傷。

為了緩解這個問題，彈射座椅必須採用加強穩定性的補救設計，保證飛機儘可能的正面朝前穩定減速。基本的思路無論歐美還是蘇俄都一樣，就是在座椅後面形成巨大的阻力，形成穩定布局。讀者們可以想像一下羽毛球，那就是典型的高穩定設計，重心在前，大幅度的氣動阻力在後，不管怎麼打，第一時間就會恢復到朝前的穩定姿態。

資料圖：馬丁·貝克系列彈射座椅的穩定性都不好，F35上的型號這次變得更糟了

事實上不論是英國的馬丁·貝克，還是美國的麥克唐納·道格拉斯公司，歐美的彈射座椅研製廠商都一直不擅長做出高穩定性的彈射座椅。比如馬丁·貝克現在普遍採用的穩定設計，是在椅背後面拉出一個穩定傘。然而這個穩定傘處於彈射座椅的背風紊流區域以內，速度越高它就越吃不上力，飛行就越難以保持穩定。

很顯然，這一次F35彈射座椅的減重，進一步惡化了飛行穩定性，以至於它在搭載62公斤體重以下的飛行員時，會出現翻滾速度超過人體極限（美國海軍傳統上給出的極限是1000度/秒，每秒鐘轉接近3圈）的情況。而且速度越高，危險就越是明顯，絕不只是像新聞里說的，低速下才有較大的風險。

4：歐美彈射座椅高速救生能力落後蘇俄幾十年

在航空史上，還從來沒有過其它的任何一款設備，能夠達到蘇聯K36彈射座椅在高速救生領域的成就。K36座椅的基本設計布局至今沒有變過，在五十年後依然有著世界上最強的穩定性和高速救生能力，遠遠超過西方任何一款現役彈射座椅。

資料圖：K36座椅，前方防護板伸出，手肘處限臂器擋板放下，座椅兩側穩定桿伸出，腿部被抬高。

在彈射時，K36導流板和抬腿機構都會升起，導流板和限臂器擋板會擋住相當一部分迎面氣流，使其繞開飛行員的頭胸部和手臂；而抬腿機構會抬起飛行員的大腿向上太高，減小迎風面積。K-36D在1352公里/小時下的減速過載，僅與美國第三代ACESII座椅（裝備F15等）在833公里/小時下相當；而同一款座椅在1352公里/小時下受到的空氣阻力，三倍於833公里/小時。

資料圖：K-36姿態穩定性極好。它採用了兩根伸開後長達1.8米的穩定桿、以及可旋轉的穩定傘系統。兩根穩定桿都向外展開15度，使穩定傘處於椅背後的紊流區以外；不論姿態如何變化，始終有一根的穩定功能處於強而有效的狀態下，能夠迅速把座椅拽回「立姿」姿態。這使K-36D座椅能夠始終保證人體耐受能力最高，受傷幾率最小。

K36座椅設計上極為超前，它將彈射座椅作為一個獨立的飛行器看待，採用特殊的設計使座椅彈射出座艙以後能夠大幅改變自身的氣動外形，形成穩定的無動力飛行狀態。這種設計使它極大的緩和了高速彈射時的減速過載和氣流吹襲傷害。

而類似的思路在西方提出時，已經屬於未來的第四代彈射座椅（進一步增加了主動飛行控制能力，能夠依靠矢量推力火箭主動調節飛行姿態）了——迄今為止，人類尚未完全研製成功這一級別的產品。最為接近的三代半座椅，仍然是K36家族的最新改型。

資料圖：K36俄美聯合改進時，在F16前機身上做彈射試驗

K36座椅的性能之優異，就連美國也心服口服讚不絕口，以至於在90年代聯合俄羅斯研發K36座椅的改進型，並參加其下一代戰鬥機的競標。這一項目下催生的K-36D-3.5座椅，一改俄式裝備粗重、控制功能簡單的劣勢，集俄美之長獲得了部分四代彈射座椅的性能，是現在世界上最先進的型號。

F35上放著俄美聯合研製的新一代K36座椅不用，轉而選擇英國的馬丁·貝克座椅，今天面臨這樣的窘境，也只能說是自找苦頭了