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萬米高空處飛行,沒有什麼比氧氣更重要!

在萬米高空處飛行,戰機飛行員最需要的是供給身體所需的氧氣。人體不是為了在極端高度生存而設計的,在那裡變薄的空氣使呼吸變成一場鬥爭。

在一架戰機上飛行,如果沒有氧氣系統,呼吸是不容易的。

戰機的氧氣系統也稱戰機的供氧系統,是指戰機在高空飛行或應急離機過程中,通過氧氣面罩向飛行員提供含氧混合氣體的個體防護系統。作為戰機生命保障系統的一個重要組成部分,它能保證飛行員高空、高速和長航時的生理需求。

其重要性就如同戰機的供油系統一樣。沒有它,別說戰機戰鬥力難以發揮,就連戰機安全和飛行員的生命都無法保障。

普通公眾長期以來都存在一種習慣性偏見,就是戰機氧氣系統並非高大上的東西,能有什麼技術含量?甚至連有些飛行員也有這種「錯覺」,認為只要戴上飛行頭盔、捂上氧氣面罩就OK了,但實際並非如此。雖然制氧原理很簡單,但這套系統卻比較複雜,需要考慮很多因素,因此可靠性很不容易保證。

就在今年,這套在很多人眼裡不起眼的「小系統」惹出了大麻煩。不少美國飛行員都報告稱出現過供氧不足或缺氧的問題。F/A-18「大黃蜂」艦載戰鬥機、EA-18G「咆哮者」電子攻擊機、F-35「聯合攻擊戰鬥機」和T-45「蒼鷹」教練機集體躺槍,紛紛中招。就連實力超群的F-22也因為新的供氧系統有毛病停飛了。

缺氧往往不易被察覺,因為其影響作用會持續很長時間。當飛行員覺得情況不對勁時,就已出現呼吸不暢,神智迷失,甚至動搖等癥狀。那些模糊的幾分鐘很可能致命,無力自救。

顯然,任何干擾飛行員行為的狀況,尤其是在作戰時,不僅對其個人是一場災難,對任務本身乃至整場戰役而言也是如此。

現在,對美國空中優勢的最大威脅可能完全不同於以往,機載供氧系統將是美方後續研究的重要課題。

儘管機載供氧系統已經面世半個多世紀了,但是僅僅在過去二十年間,機載供氧系統才變得足夠小型、便宜和可靠,從而可以取代為高空飛行的機組成員提供適宜吸入空氣的老式壓縮氣體或者液態氧氣裝置。

飛機在空中飛行的時間越來越長(因為採用了空中加油),進而攜帶足夠的壓縮氧氣已經變得不切實際,因此有必要用機載供氧系統取代壓縮氧氣系統。自從二十世紀九十年代以來,美國絕大多數軍用飛機的老式供氧系統都被分子篩氧氣系統取代。隨後,幾乎所有西方國家以及現在的俄羅斯也都紛紛效仿,至少它們最新型號的飛機都安裝了分子篩氧氣系統。

分子篩氧氣系統,是利用分子篩來對空氣中的氧、氮組分進行選擇性吸附,從發動機引入的壓縮空氣中直接分離出氧氣供飛行員使用。它克服了其他氧氣系統的缺限——如氧氣有限、安全性不好、佔用空間大等,能通過無限供氧來極大地提升戰機續航能力並顯著減輕地勤保障負擔。

因此,分子篩氧氣系統能「發動機不停氧氣不斷」,有利於促進現代戰機「自保障」要求的實現,是三代戰機的重要標誌之一,也是飛機供氧系統的一次革命。即使目前最先進的四代戰機基本上還是採用它。當然,分子篩氧氣系統也在逐步升級,而且還正在發展其他氧氣系統,比如膜分離制氧系統。

戰機氧氣系統的制氧原理簡單,但是系統構成比較複雜。再加上美軍現在把供氧系統和抗荷(增壓)服整合在一起,系統更加複雜,任何一個環節出問題都有可能造成致命的危險。氧氣系統在設計時要考慮的因素很多,應根據戰機的外形、布局、性能、任務、發動機形狀等各個方面來設計。比如,一款戰機在什麼環境、什麼高度、什麼溫度、多大過載情況下需要自動供氧,而且氧濃度、供氧量和供氧壓力多大,不合適就會出現問題。因此,不同類型的戰機都應該設計不同的氧氣系統。

那麼,為什麼美軍這麼先進的戰機氧氣系統還會出問題,其他國家難道不出問題嗎?

實際上,其他國家也出問題,只是媒體報道少。美國戰機基數大,訓練要求高、強度難度大、飛行次數多,這也是它這方面事故顯得較多的一個重要原因。美國機載分子篩氧氣技術處於領先地位,系統性能也很先進,應用歷史最長、普及率最高,可靠性應該也不會差到哪去。

雖然美軍至今未完全搞清氧氣系統故障原因,但在大多數戰鬥機飛行的高度上,能為飛行人員提供足夠清潔的氧氣確實是一項複雜的技術壯舉。

不過,為了避免氧氣系統故障對飛行員和戰機造成損害,戰機還是需要配備自動備用氧氣系統,確保可靠性哦!

這是一個有溫度的公眾號


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