飛行服材料「研制飛行服難在哪里飛行服如何發展而來來看解讀」 今天小豆培訓網學歷教育小編就來給大家簡單介紹一下。
飛行服的“蝶變”之路
■齊呈榮 周志霞 王文輝
前不久，在一部反映我國新一代空軍試飛員成功試飛新型戰斗機的電影發布預告片中，試飛員們英姿勃發亮相熒幕，給觀眾留下深刻印象。其中，極富現代設計美感的一體式飛行服吸引軍迷關注。
飛行服是飛行員飛行訓練、作戰和遇險救生的重要防護裝備，包括頭盔、面罩、抗荷服和救生衣等。當飛行員跳傘求生時，飛行服起到防火、防水、防刺等功能；飛機在快速機動時，飛行服還可以提高飛行員的抗荷能力，是名副其實的“生命甲胄”。
一套看似設計簡單的飛行服，目前世界上只有少數國家可以獨立研制。以印度采購法國“陣風”戰機為例，受制于技術原因，印方不得不在合同中追加購買配套飛行服。那么，研制飛行服難在哪里？飛行服又是如何發展而來的？本文為您一一解讀。
繭蛹般的“外殼”悄然“蛻變”
1934年10月一天上午，英國倫敦第四屆國際飛行大賽，飛行員威萊·柏斯特身著一套“充氣衣服”登場，渾圓造型像一個繭蛹，吸睛無數。這一天，專業飛行服首次面世。
起初，飛行服的研發以防震和御寒功能為主，類似于今天的羽絨服。但隨著戰斗機性能快速提升，在其做大過載飛行動作時，飛行員有時會因頭部血壓過低，出現黑視甚至意識喪失等情況。這一情況倒逼著各國科研人員將研究方向投向不起眼的飛行服。
苦苦探索中，科學家弗蘭克在研究長頸鹿習性時靈光乍現，依照長頸鹿通過皮膚收縮調控血壓這一原理，在飛行服褲腿里增加氣囊裝置，幫助飛行員收緊腹部和腿部肌肉，有效緩解飛行員因頭部血壓過低引起的不良反應，并將其命名為抗荷服。
穿上抗荷服，飛行員的過載承受能力從最初的4個G提升到8個G。二戰期間，各種飛行特技動作頻頻上演，空戰格局也隨之改變。
二戰后，世界各軍事強國開展抗荷服的研制升級工作，飛行員繭蛹般的“外殼”，在科技的力量下悄然“蛻變”——
美國科學家在飛行服腹部和左右褲腿里加裝了5個連通氣囊，制造出囊式抗荷服；蘇聯科學家另辟蹊徑，推出管式抗荷服，在服裝表面安裝的充氣管路“拉緊”下肢，向飛行員身體均勻施壓。
一段時間，兩種抗荷服收獲行業內不少好評。可沒過多久，新的科研難題接踵而至。
20世紀60年代，第二代高空戰斗機橫空出世，飛行高度突破至10000米，此時大氣壓和含氧量會下降70%。如果座艙破損，飛行員暴露在高空環境中，人體體液中的氮氣會快速離析，在血管中形成氣栓，引發胸痛甚至休克癥狀。因此，飛行服急需再度“進化”。
這一次，科研人員從壓力潛水服找到創新靈感，研制出可以隔絕外界環境的飛行服——代償服。代償服通常設計為連體結構，緊急情況下可以將飛行員與外界隔絕，并根據機型分為部分加壓服和全壓服，以滿足不同高度的飛行要求。
然而，“笨拙”的代償服會緊緊包裹身體，導致飛行員在加壓環境中難以靈活操縱戰機，且長時間穿戴會使身體產生嚴重的熱負荷。隨著低空大速度、高機動性為主的第三代戰斗機成為空戰主流，飛行服急需再次升級。
20世紀90年代，針對第三代戰斗機的任務需求，科研人員巧妙地將前幾代飛行服拆分組合，將代償與抗荷功能相融合，推出“加壓供氧面罩 代償背心 抗荷褲”的復合防護套裝，蝶翼般的多功能背心、緊身的飛行褲受到飛行員的青睞，并成為現代戰斗機飛行裝具的主流設計。
隨著四代機、五代機誕生，矢量推進技術對飛行員身體素質提出更大考驗，也助推了飛行服的迭代升級。為了讓飛行員駕駛操縱更加輕松自如，飛行服更加注重適體性和個性化設計。目前，部分國家空軍飛行員配備了一體式飛行服，外形美觀合身且功能多樣，成為飛行員挑戰飛行極限的“好幫手”。
既重視“面子”更注重“里子”
今年，國外某軍工企業展示了新研制的飛行員防護套裝。演示視頻上，該飛行服可以在狹窄空間內抵御長達2分鐘的燒灼，還可以根據作戰環境增加不同模塊。
近年來，一體式飛行服風靡全球，飛行服樣式更加簡潔美觀，各國科研人員不僅在面子上下功夫，還在里子方面精雕細琢。以美國CWU27/P飛行服為例：由芳綸阻燃織物制造，每平方米質量僅為200克，美國海軍F/A-18戰斗機飛行員直言：“就像穿著睡衣工作一樣。”除了穿著舒適外，該飛行服還具備防水、防火等功能。
“貼身衣物”，看起來不起眼，每一次迭代更新、技術升級都需要集聚科研人員的智慧，其主要技術支撐點可歸納為以下四點：
一是提升飛行服耐熱性。高空環境復雜多變，一旦發生座艙失火，飛行員需要有充足反應時間。如何讓飛行服變得“烈火不侵”，科研人員發現了一個“妙方”——阻燃織物。20世紀70年代，科研人員通過原料阻燃和后整理阻燃兩種方式相結合，增強飛行服耐熱性。數年后，荷蘭一家公司推出了具有高結晶度特性的耐高溫織物，無需添加任何其他阻燃物，就能達到近300℃的熔點，在添加玻纖、阻燃劑等其他材料后，耐熱性得到進一步提升。
二是加快抗荷反應速度。以米格-35戰斗機為例，從拉桿到產生最大過載僅需1秒，這意味著飛行服響應速度必須足夠快。為此，科研人員提出“預充壓”理念——戰機加速飛行時會給飛行服進行預充壓，快速提升抗過載能力。此外，科研人員還探索出新式充液抗荷服，充液抗荷服響應過程完全是物理過程，可以解決傳統充氣式抗荷服反應滯后的問題。
三是解決高空供氧問題。飛行員執行多種空戰任務，需要不同的供氧模式。國外科研人員研制出增強抗荷裝備效能的綜合先進技術系統，戰斗機加速飛行時，該系統會持續增加呼吸正壓，增強飛行員呼吸舒適度。
四是增強多維環境適應性。戰斗機在遭遇特情時，飛行員會面臨緊急跳傘、海上救生等情況。為此，科研人員為飛行服加裝了充氣救生衣，平時如帶狀般穿戴在肩背上，絲毫不影響飛行員的活動。飛行員一旦落水后，充氣救生衣會快速自動開啟，提升海上生存能力。
飛行頭盔融入戰斗機“神經網絡”
作為一套“從頭到腳”打造的戰斗裝具，頭盔是飛行服裝備重要的組成部分。那么，打造一款新型飛行頭盔需要花費多少錢？
以F-35戰斗機為例：每名飛行員的頭盔都是專屬定制，造價高達40萬美元。該頭盔除保護作用外，還有夜視、圖像顯示等功能，整體重量不到1千克。
飛行頭盔作為人機功效發展最前沿的裝備之一，從早期的單一保護功能，發展至能夠提供大量數據的智能化頭盔，融合了多種先進技術，堪稱飛行員的“智慧大腦”。
國外一些專門制造飛行頭盔的公司，梳理出以下三步生產流程：
第一步是整體塑形。飛行頭盔的首要功能是為飛行員提供頭部保護，早期的鋼制頭盔雖然能滿足強度要求，但重量太大，對飛行員頸椎造成壓迫。為提升飛行頭盔堅固性和輕便性，20世紀60年代，一款名為“凱夫拉”的新型合成材料問世，該材料強度為同等質量鋼鐵的5倍，但密度僅為鋼鐵的五分之一。由“凱夫拉”材料制造的頭盔，可以有效減輕大過載飛行條件下對飛行員頸部的傷害，成為世界各國空軍的首選。
第二步是內置通信。通信是飛行頭盔必不可少的功能。為了更好實現隔音降噪效果，科研人員改變耳機固定方式，由以往固定在頭盔殼體內，轉變為可隨耳罩活動的內置通信耳機，極大提升了飛行員對戰場的感知能力和協同能力。此外，近些年興起的3D打印技術也被引入頭盔內殼制造，可以為飛行員量身定制頭盔、提升通信設備適體性。
第三步是增設護目鏡。為了防止陽光長時間照射使飛行員產生眩暈癥狀，科研人員在飛行頭盔上加裝可在不同環境進行調節的護目鏡。近年來，隨著屏顯技術快速發展，頭盔護目鏡增加了數據顯示功能，可以顯示戰機飛行高度、速度、姿態、機載武器等方面信息，飛行員根據反饋信息實現快速反應，達到“人機合一”的效果。
此外，第四代飛行頭盔新增圖像顯示技術，飛行員通過頭盔面罩，可以獲取機體外部360°全方位信息。頭部轉動時，顯示屏會計算出目標識別角度并自動跟蹤與鎖定。此前，英國提出的“暴風”六代機項目中，飛行頭盔成為戰斗機研發的重要內容。科研人員取消了戰斗機顯示系統，引入虛擬現實增強技術，讓飛行頭盔融入戰斗機的“神經網絡”，飛行員操縱戰斗機更加輕松自如。
來源： 中國軍網-解放軍報
