对于武装直升机来说,作战高度往往不到200米,需要紧贴地面飞一棵树那么高才能达到作战的隐蔽性和突然性。但由于直升机尾旋着陆的高度下限
对于武装直升机来说,作战高度往往不到200米,需要紧贴地面飞一棵树那么高才能达到作战的隐蔽性和突然性。但由于直升机尾旋着陆的高度下限是200m,万一武装直升机在这么低的高度被敌方火力击中或者出现机械故障,机组人员要想活命只能寄希望于直升机本身的抗坠毁设计,除非他们驾驶的是配备弹射救生能力为0-5000m的弹射座椅的Ka -52“短吻鳄”武装直升机。
根据美国陆军的一项研究,武装直升机在低空坠毁时的伤亡原因有以下几点:
驾驶舱结构的塌陷(车顶向下变形和地板向上变形)侵占了驾驶舱内的可用空间,导致乘客受到挤压伤害。
舱壁纵梁等结构部件向内刺入驾驶舱,导致乘客受伤。
驾驶舱内突出的结构造成乘客头部、胸部和四肢受伤。
安全带在碰撞中被撕裂,失去固定的乘客在机舱内的碰撞中受伤。
起落架支柱刺穿驾驶舱或燃油系统,导致接触伤害或火灾。
起落架设计无法承受足够高的下沉率,机身结构没有溃缩吸能设计,将过多的过载转移给乘客。
主旋翼齿轮箱和其他重型布局侵入驾驶舱,导致乘客受到挤压和接触伤害。
机身结构不够刚性,翻车事故中乘客被向内挤压夹住。
因此,1974年,美国陆军通过总结越战中的直升机操作经验,发布了MIL-STD-1290军用标准,对军用直升机的抗坠毁性能提出了严格的要求,规定当军用直升机以12.8m/s的下沉速度坠毁时,机组人员存活率达到95%,座舱容积减少不超过15%,任何零件都不能刺穿座舱。该标准已成为世界各国军用直升机的设计标准。著名的黑鹰和阿帕奇就是按照这个标准研制的。在黑鹰直升机的所有坠机事故中,机组人员的生还概率达到了85%。
中国的直-10“雷雨”武装直升机是2010年12月服役的新型武装直升机。它在设计上非常重视抗坠毁设计,应该是中国第一款按照类似MIL-STD-1290的国标抗坠毁规范研制的军用直升机。
直-10的抗坠毁设计首先体现在其坚固的后三点固定起落架上。现代武装直升机一般采用后三点式起落架设计,因为与前三点式起落架相比,后三点式起落架具有更好的地面滑行稳定性,放置在前机身两侧的主起落架支柱可以做得更厚,有利于能量吸收。
直-10的主起落架采用跪式结构,由可旋转的摇臂和重型减震器组成,可以承受硬着陆的冲击。在坠机过程中,主起落架支柱可以以受控的方式在前机身两侧塌陷。一方面可以防止主起落架支柱穿入驾驶舱对乘客造成伤害,另一方面可以进一步吸收撞击能量。直-10的摇杆尾轮除了主起落架之外,还采用了重型吸能设计,其缓冲行程相当惊人,可以在粗暴着陆时首先吸收冲击能量,稳定机身。
根据抗坠毁设计原理,直-10前机身下方可能有蜂窝填充物,以便在坠毁中以塌陷和吸能的形式吸收大量冲击能量。直-10没有像阿帕奇那样把炮塔放在前机身座舱下面,而是布置在机头光电炮塔后面,使炮塔结构在坠毁时会随整个机头脱落,避免穿透座舱。这种设计特点在2014年3月的直-10渭南坠机事故中就可以看到。
从渭南坠机现场的照片可以看出,直-10的前机身结构足够刚性,即使在发动机和减速箱
直-10的前后座舱都内置了新型装甲抗坠毁座椅。这个座位有一个能量吸收结构。当受到碰撞冲击时,整个座椅会沿着导轨向下塌陷,通过结构变形吸收能量,避免将垂直冲击传递给乘员的脊柱。同时,防撞座椅在吸收能量的同时,还能通过多点式安全带将乘员牢牢固定在座椅上。
直-10的油箱和燃油系统也能满足严格的防坠毁标准。直升机防坠毁油箱一般设计较软,只有在可容忍的坠毁环境下才会变形,不会被撕裂泄漏。一些军用直升机还会在软油箱外面安装保护架,在坠毁时通过塑性变形吸收大量能量,保护油箱。软油箱上的接头足够坚固,可以避免在碰撞中脱落。
综合起落架、座椅、机身、燃油系统的完美抗坠毁设计,直10在渭南坠机中机身严重受损时没有起火,驾驶舱没有变形,两名乘客很快被送往医院,充分说明了抗坠毁设计的成功。
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