第六节 飞机的主要系统
飞机上为营造安全舒适的乘机环境、为用于操纵控制飞机等需要,设置了诸多系统,如操纵系统、燃油系统、防冰防雨系统、防火系统等。在本节里,主要介绍液压与气压系统、电气系统、环控系统与客舱设备。
一、飞机的液压与气压系统
现代飞机速度快、体积大,导致操纵各个操纵面、机上设施时所需的操纵力矩与操纵力都很大,仅凭飞行员人力是无法实施操纵的,操纵控制飞机就需要其他形式的辅助设施来传动。现在飞机的传动主要有电力传动、液压与气压传动。几乎所有航线飞机在操纵控制飞机方面都使用了液压系统,一些小型飞机则使用更为简单轻便的气压系统。液压和气压系统都具有体积小、重量轻、输出的力和力矩大、操纵效率几乎可达100%、稳定性好、安装维护方便等优点、液压系统被广泛应用于大型飞机各操纵面传动、起落架收放、飞机刹车、前轮转弯等,气压系统主要用于小型飞机和大型飞机上充当液压系统的备份。
液压系统(见图2-116)由液压油箱、液压泵、蓄压器、油滤、阀门、开关和作动器等组成,是目前重量最轻的能量传递系统之一。液压系统的工作原理是帕斯卡原理:加在密闭**上的压强,能够大小不变地向各个方向传递。液压系统就是利用液压泵将液压油加压,通过管道传递到作动器,驱动作动器执行动作。
图2-116 基本液压系统
液压油箱用于储存一定的液压油和回收管道内流入的低压液压油。液压油要求有一定黏性、化学性质稳定、对人体无害,目前常用染成淡紫色的磷酸酯基合成液作液压油,常称为“紫油”。
大型飞机上多采用柱塞式液压泵(见图2-117)。液压泵通常由发动机带动,在斜盘的作用下,柱塞转到上方时将油液从油箱内抽出,转到下方时将柱塞内的油液加压挤入管道,等待驱动作动器工作。大型航线飞机的液压系统压力可达20.7MPa(约205个标准大气压)。为防止液压泵故障时液压系统不工作,许多飞机除液压泵外,还设有手摇泵和冲压空气涡轮。冲压空气涡轮密封于机翼或机身内,当发动机和APU都故障时从机翼或机身内伸出,在相对气流的作用下转动,带动液压泵工作。
蓄压器的作用有二:存储压力、稳定压力。常用的蓄压器有筒式和球式两种(见图2-118)。由于**不可压缩,也就不能存储压力,一旦液压泵不工作,管道内的高压油液立即失去压力,液压系统也就不能工作。蓄压器利用气体的可压缩性来存储压力,蓄压器内部空间由活塞或隔膜分隔成两部分,一部分连接液压管道;另一部分填充高压气体(通常为氮气)。在管道内有高压时,油液压缩气体,使气体的压力也达到管道内的压力,一旦液压泵不工作,高压气体就对管道内的油液施压,使之具有高压,保证液压系统仍有一定的工作能力。蓄压器还具有稳定压力的作用,由于柱塞式液压泵给管道提升压力是不连续的、脉动的,在柱塞向管道挤入油液时压力很高,一旦转离管道,就没有施压了,蓄压器可以起到缓冲作用,使管道内油液的压力稳定,保证液压系统可靠工作。
图2-117 柱塞式液压泵示意图
图2-118 蓄压器
液压系统管道内还安装有液压油滤(见图2-119),将油液中的杂质滤除,确保输入作动器的油液洁净,不会堵塞和损坏作动器。现代飞机液压系统的油滤能够滤除几微米以上的微粒。
液压系统中的阀门用于压力控制和流量控制,用于压力控制的主要是安全阀,用于流量控制的主要是单向阀。安全阀的功用是释压,使管道内的压力保持在一定范围内,不至于过高损坏系统。在未使用液压时,液压泵也在工作,不停息地加压会导致管道内压力过高而损坏系统,当压力达到一定值时,可以顶开安全阀,使部分油液流回油箱,达到释压的目的,保证系统压力稳定。单向阀的作用是控制油液只能向一个方向流动,不能回流。
开关主要用于控制液压系统工作,最常见的是用于起落架和襟翼收放的双向控制活门。高压油液连接图2-120中带箭头的管道,控制活塞在图中位置时,油液不能流动,处于中立位置;向左推动控制活塞,油液将通过右侧上下两路管道流动,带动相应的作动器工作(有的活门只有一路输出);向右推动控制活塞,油液将从左边管道流出,带动作动器工作。
作动器是液压系统中执行动作的部件,包括执行直线动作的作动筒和输出转动的液压马达。作动筒也叫动作筒,有单作用和双作用两种(见图2-121),在高压油液从通油口流入后,会推动活塞运动,活塞上的连杆就会带动相应的部件工作。液压马达内部有叶轮,高压油液流过时会带动叶轮转动,可通过叶轮带动齿轮等部件执行相应的动作。
从某大型飞机的起落架和襟翼收放系统(见图2-122)可较全面地了解一下液压系统的工作过程。
图2-119 液压油滤
图2-120 方向控制活门
图2-121 两种型式的作动筒
图2-122 起落架与襟翼收放系统
气压系统又叫冷气系统,与液压系统相似,只是由存储高压气体的冷气瓶代替了液压油箱,发动机带动冷气泵不断从大气中吸入空气,加压后送入冷气瓶储存,高压气体执行了动作之后就排放到大气中不再回收。由于气体的可压缩性影响,和液压系统相比,气压系统没有自锁功能,执行动作的准确性稍差;气体密度小、流动阻力小,传动动作更敏捷,但对执行机构的撞击大;不需要回收气体,系统结构简单、重量轻。冷气系统一般只用于小型飞机或作为液压系统的备份(见图2-123)。
图2-123 气压系统示意图
二、电气系统
飞机的电气系统是指飞机上的供电和用电设备系统。早期飞机用电很少,仅用于无线电、照明和发动机启动等方面。由于电能易于传输、控制,现在绝大部分机载设备都用电作为能源。在飞机控制方面,电传操纵系统也广泛采用,随着电气技术的发展,未来还可能出现液压传动等都被电能取代的“全电飞机”,所有的操纵和转换都由电传送。从民用飞机提高服务质量的目的出发,飞机上也增加了越来越多的用电设备,如大范围的照明、客舱娱乐、厨房设施等。当前的大型飞机用电量高达几百千瓦,仅配电线路的重量就达几百千克,电气系统已成为飞机的一个主要工作系统。
电气系统包括电源系统、配电系统和用电设备,有的地方又把电源系统和配电系统合称“供电系统”。
(一)电源系统
飞机上用来产生电能的系统叫做飞机的电源系统,电源系统由主电源、辅助电源、应急电源和二次电源组成。主电源是指由飞机发动机带动的发电机,辅助电源是指APU带动的辅助发电机和机载蓄电池,应急发电机一般由飞机上的应急冲压空气涡轮带动,二次电源则是指将其他电源提供的电能经处理变换成另外规格(电压、频率、交直流变换等)、满足不同用电设备的电源。
一些小型飞机常用低压直流电源,电压为28V,直流电的优点是结构简单、配电系统简单、重量轻、直流电动机转速快扭矩大。直流发电机和直流电动机的结构完全相同,采用直流系统的飞机通常将发电机同时用做启动电机,发动机开车时由它带动发动机旋转,发动机正常工作后又由发动机带动发电机发电,可以省去一台启动电机的重量。但直流发电机也存在换向器易产生电火花、影响电子仪表工作,变压不方便,低压传送需要较粗的配电线路、增加配电系统重量等缺陷。小型飞机上这些弊端影响不大,大型飞机用电量大,这些缺陷就尤为突出,因此,大型飞机一般不采用直流电源系统。
大型飞机通常采用交流电源系统。早期的交流发电机是变频发电机,随着飞行中发动机转速改变,发电机转速也相应变化,造成交流电频率发生变化。频率变化后对电阻型用电设备没什么影响,对电子仪表、无线电等对频率要求高的用电设备影响很大,而在用电量较大时通过电子稳频很困难,因此变频发电机很快就被恒频发电机取代了。现在大型飞机上使用的都是带恒速传动装置的三相交流发电机,向系统提供120V/208V、400Hz的交流电,恒速传动装置无论发动机转速如何改变,都带动发电机以恒定的速度转动,使发电机提供的交流电频率恒定,满足用电设备的要求。与直流系统相比,交流发电机没有换向器,再大的电流也不产生电火花,不会对电子仪表、无线电等产生干扰;输送电压高,所需配电线路无须太粗,减轻了配电系统的重量;变直流、变压非常容易。同时交流系统也有一些缺点:首先是发电机不能作为启动电机使用,飞机必须单独配置启动设备,增加了结构重量;其次是交流电机的启动力矩和调速性远不如直流电机;最后是恒速传动装置结构复杂、价格昂贵,在使用中故障多、修复困难。目前使用的恒速传动装置多为液压马达驱动。
APU带动的辅助发电机,在发动机开车前和停车后向飞机提供电能,满足座舱照明、电子设备等的用电需求。必要时,蓄电池也作为辅助电源向飞机提供电能,飞机上使用的蓄电池有3种:酸性铅蓄电池、碱性锌银蓄电池和碱性镍镉蓄电池,现代飞机上使用较多的是锌银蓄电池和镍镉蓄电池(见图2-124)。
图2-124 航空蓄电池
0理论上任何设备都不敢保证绝对可靠,为了防止飞行过程中主电源故障使一些用电设备不能工作而危及飞行安全,飞机上都配备了应急冲压空气涡轮驱动的应急发电机,同时蓄电池也可作为应急电源,在紧急情况下为飞机提供电能。
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一些小型飞机无应急发电机,只能使用蓄电池作为应急电源,发电机断电的情况下,蓄电池能供电20分钟左右。
(二)配电系统
配电系统包括供电线路组成的电网、各种配电设备和检查设备等。
现代飞机的供电方式大多采用单线制供电,即“一线一地”:一根“火线”为用电器供电,取消回路“零线”,回路直接接到金属机体上。这样的供电方式,节省了大量导线,减轻了飞机结构重量。飞机上用电设备繁多,供电线路也很复杂,通常用不同颜色的导线将不同用电设备分开,便于检查维护。
配电系统除了导线,还有各种接头、开关、继电器和保险装置等。为保证各种接头接触可靠,通常采用机械压合、焊接和专用的接头等方式连接。保险装置通常用跳开开关和保险管。
(三)用电设备
根据用电方式不同,飞机上的用电设备主要有电子仪表、照明、加热、电动机几大类。
现代飞机电子仪表对电压和频率要求十分严格,对电压、频率的波动非常敏感,轻则使仪器仪表不能正常工作,重则损坏这些用电设备。
飞机上的照明设备可分为保障飞行安全用的外部照明和保证机组和乘客需要的内部照明。外部照明主要有航行灯、着陆灯、滑行灯、防撞灯和机翼检查灯等,内部照明主要是客舱照明,有白炽灯和荧光灯,大多数客机的内部照明都采用荧光灯。
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军用作战飞机座舱通常用紫外灯为仪表板照明,在执行任务时不易暴露目标。
航行灯分别安装在飞机左右翼尖和垂直尾翼顶部,颜色统一左红、右绿、尾白,在夜间便于其他飞机和地面车辆判断飞机的相对位置和运行方向。要求飞行中无论白天还是夜晚,必须打开航行灯。
着陆灯和滑行灯安装在翼根和前起落架上,功率大、照射距离远,用于着陆和滑行过程中的照明。为防止机场灯光系统突然故障时危及飞行安全,要求夜间飞行必须打开着陆灯和滑行灯。大多数飞机着陆灯和滑行灯不但受驾驶舱内的开关控制,还和起落架联动,当打开开关后,起落架处于放下位置时灯亮,收上起落架后灯灭。
大型航线飞机至少装有3盏防撞灯,两盏白色的分别位于左右翼尖,一盏红色的位于机身上方或垂尾顶部,有的在机身下方也安装有红色防撞灯。防撞灯以每分钟90次闪烁,易于辨别,准备飞行或已经开始飞行的飞机必须打开防撞灯。
机翼检查灯安装在机身或发动机吊舱上,用于照亮机翼前缘,便于飞行员检查机翼是否结冰,以便采取防冰、除冰措施。
电加热主要用于防冰、除冰、食物处理方面。驾驶舱风挡玻璃和空速管的加温必须使用电热,厨房的食物加热、盥洗室的防冻也都用电加热,电加热是飞机上的用电大户,达到整个飞机用电量的50%以上。
飞机上还大量使用各种电动机,如发动机启动电机、各种舵面的操纵、起落架和襟翼的控制、座舱通风、陀螺仪表等。
三、环控系统
现代航线飞机的飞行高度大多在10000米左右,高空的大气条件是低温、低压、缺氧,人无法在那样的大气条件下生存。为了创造适宜人生存和舒适的条件,必须有一套系统对飞机上的生命活动区域(驾驶舱、客舱和部分货舱)采取环境控制措施,这套系统称为环境控制系统,简称环控系统。环控系统包括两大部分:座舱空气调节系统和氧气系统。
(一)座舱空气调节系统
座舱空气调节系统,简称空调系统,是用于在飞行中根据需要向座舱提供一定温度和压力的空气,保证乘员的生理需求和安全舒适。空调系统包括座舱温度调节和座舱压力调节两部分。为保证乘员的舒适,夏季温度应控制在19℃~24℃,冬季控制在17℃~22℃,座舱高度(座舱内空气压力对应的海拔高度)应控制在2400米以下。
现代客机大多采用半密封式座舱,也叫通风式气密座舱。空调系统工作原理是源源不断地从座舱顶部输入一定压力和温度的新鲜空气,用于调节座舱温度和增压,座舱底部的排气活门也按一定速度向外部排气,在保证座舱压力和温度的情况下,还吸入新鲜空气、排出部分封闭在座舱里的混浊空气。送入座舱的气源在飞行中是从发动机压气机引气,地面则从APU压气机引气或由地面气源车供气,引入的空气被调节到适宜的温度送入座舱,座舱增压、通风、温度调节同时实现,保证了座舱有适宜的温度、湿度与二氧化碳浓度(见图2-125)。
空调系统温度控制部分的核心是空气循环制冷系统。从发动机压气机引出的空气压力、温度都很高,先通过预冷器,利用从发动机外涵道(风扇通道)引入的冷空气进行冷却,温度降至190℃左右,再分成冷热两路。冷路在空调制冷组件内通过两次热交换,冷却到0℃左右,然后在混合室与热路空气按一定比例混合,调节到适宜的温度送入座舱。如果座舱温度偏低,系统将调节混合活门,让进入混合室的热路空气流量增大、冷路空气流量减小,送入座舱的空气温度就会升高;反之,则让热路空气流量减小、冷路空气流量增大,送入座舱的空气温度降低(见图2-126)。
图2-125 通风式气密座舱空调原理
图2-126 空气循环制冷系统流程
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热路空气还用于气热除冰等需要加热的地方。
随飞行高度升高,大气压降低,会引起腹胀、腹痛等减压病。通过空调系统为座舱增压,如果将座舱压力增至地面气压,乘员就不会产生低气压带来的不适。但舱内压力与舱外压力的压力差过大,飞机机体将承受巨大的应力,严重时可能会损坏飞机。例如飞机在12000米高度上飞行,外部气压为0.19个标准大气压,若座舱高度控制在2400米,舱内气压为0.76个标准大气压,内外压力差达到0.57个标准大气压,一架中型客机机体将承受37吨的应力。因此,飞机座舱压力不宜升得过高,一般控制在1800~2400米的座舱高度即可。
许多飞机并不是上升到一定高度后才进行座舱压力调节,而是从地面关上舱门封闭座舱开始,就进行压力调节了(见图2-127)。封闭座舱后,即使飞机还在地面,空调系统已经开始向座舱送入温度适宜的空气,送入空气量大于座舱排出空气量,座舱压力将升高,座舱高度低于地面高度。随飞机上升,外界气压降低,座舱内气压也逐渐降低,座舱高度随飞行高度升高而升高,在飞机进入巡航高度时,座舱内气压稳定在一定值,座舱高度不再变化(1800~2400米)。飞机下降时,外界气压升高,座舱气压也相应升高,座舱高度随飞行高度下降而下降。飞机着陆后,座舱内气压高于地面气压,座舱高度低于地面高度,直到飞机开舱门解除密封,座舱内外压力平衡。
(二)氧气系统
巡航高度在10000米左右的飞机,座舱空气调节系统为保证座舱的舒适性,使座舱气压高度控制在2400米以下,供气中有足够的氧气,无须单独供氧。但在座舱失压等意外情况发生时,为保证乘客和机组人员的生命安全,就需要进行供氧。航空条例规定,巡航高度超过一定值的飞机,必须备有氧气。
民用飞机氧源主要有两种,一种是高压氧气瓶(见图2-128);另一种是化学氧气发生器(见图2-129)。高压氧气瓶通常采用不锈钢或合金瓶身,再用金属丝包缠防止破损,表面涂成绿色,填充氧气最高可达到13.8兆帕(约136个标准大气压),实际填充时只充到120个标准大气压。氧气瓶有过热释放口,用于当环境温度升高导致瓶内气压过大时,释放掉部分氧气以保证瓶体安全。氧气发生器内装氯酸盐和铁粉的混合物,加热时会发生化学反应释放氧气,需要供氧时拉动启动销,点火销会通过发火帽点火对氯酸盐加热,使氧气发生器开始工作。大部分航线飞机在应急供氧时,机组人员使用氧气瓶中的氧气,乘客使用氧气发生器产生的氧气(见图2-130)。
图2-127 波音737飞机座舱自动增压方式
图2-128 高压氧气瓶
图2-129 氧气发生器
图2-130 波音737氧气系统
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军用作战飞机常用液氧作氧气源。
客机应急供氧时为旅客准备有氧气面罩,氧气面罩通常放置在天花板内(见图2-131)。当座舱压力降低到4500米高度时,氧气面罩会自动落下,乘客可用氧气面罩扣住口鼻,并将固定面罩的带弹力带子挂于脑后,正常呼吸即可(见图2-132)。
图2-131 氧气面罩
图2-132 氧气面罩的使用
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带小孩的乘客,应先自己戴上氧气面罩,再为小孩戴上。
四、客舱设备及救生设施
(一)客舱设备
客舱是旅客在旅行中活动的空间,客舱的舒适和安全程度对旅客选择承运人有极大影响,因此航空公司对客舱设备的选择和客舱布置要进行周密的安排,飞机制造商会按航空公司的要求安排客舱布局。
客舱布局通常指客舱内座椅的安排,有时还包括厨房、厕所、舱门等的安排。
根据座椅不同,可将客舱分为头等舱、公务舱(商务舱)、经济舱(普通舱)三个等级。只有一种舱位等级的叫做一级客舱布局,通常为全经济舱;有两种舱位等级的叫做二级客舱布局,通常为头等舱和经济舱;同理,三级客舱布局包括头等舱、公务舱和经济舱三种完整的舱位等级。不同的舱位等级,座椅的宽度和间距不同,如波音767客机的标准布局中,头等舱每排只有4个座位,排间距为38英寸(1厘米=0.3937英寸);公务舱每排6个座位,排间距为34英寸;经济舱每排7个座位,排间距为32英寸。不同航空公司在布局上有所不同,有的航空公司为了多载客,希望把排间距尽量缩小;有的航空公司为了吸引乘客、提高公司影响力,把客舱做得尽量豪华,如新加坡航空公司甚至把空客A-380头等舱布置成了包厢,座椅放平后就是一张床(见图2-133)。为保证旅客在紧急情况下能迅速撤离飞机,国际民航组织规定座位排间距最小不得低于29英寸。同一架飞机,如果头等舱、公务舱座位布置得多,载客量就将减少,布置成全经济舱,载客量就会增加。如空客A-380客机,标准的三级客舱布局可载客555人,如果采用全经济舱的一级客舱布局,载客量可达861人。大型飞机可采用三级客舱布局,中型飞机一般采用头等舱、经济舱两级客舱布局,小型飞机常采用一级客舱布局(见图2-134、图2-135)。
图2-133 新航A-380头等舱
图2-134 阿航A-380经济舱
图2-135 中国商飞C919经济舱
客舱内的厨房和厕所通常是按座位数配置的,一般60~70个座位配置一个厨房,40~50个座位配置一个厕所。厨房配置有电加热设备(通常是烤箱、微波炉等)和食物储存装置,还具备饮用水的供水和排水通道(见图2-136)。飞机上的厨房设施不可能非常完备,只能提供对地面准备好的食物进行简单热处理(见图2-137)。客舱中的厕所一般配置有抽水马桶、面盆和通风设施(见图2-138)。机身后部备有水箱,提供饮用水和循环使用水,经加压后供厨房和厕所使用。有的飞机使用过的废水经排水管道直接排出机外,为防止在高空低温环境里排水管结冰造成堵塞,排水管口设有加热装置。目前,大部分客机备有污水箱,废水回收到污水箱而不是直接排出机外,废水经化学处理后可循环使用,如洗手用过的水可以用于冲马桶等。
图2-136 飞机厨房
图2-137 飞行中的餐食
图2-138 客舱中的卫生间
(二)客机上的救生设施
尽管航空运输是目前最安全的交通运输方式,但客机上仍然要配备一些救生设施,以便在万一出现飞行事故的情况下,使乘员安全、迅速撤离飞机。
提起飞机上的救生设施,人们的第一反应就是降落伞。降落伞仅仅在航空运输初期在民用飞机上装备过,在使用中发现几乎没有效果,原因是降落伞必须在一定的高度和速度之下张开才能保证安全,对跳伞人员的要求也很高,未经专业训练的人员很难成功地将降落伞打开,即使经过专业训练的人员,在没有地面保障、不知道地面情况的前提下跳伞,也无法成功实施跳伞。因此,第二次世界大战后民用客机都不再配备降落伞。
小故事
在2008年汶川大地震的救援活动中,5月14日11时47分,15名空降兵从地震灾区上空4999米的高空奋不顾身地跳下,为救援部队传回了灾区的第一手资料,为指挥救援提供了准确的决策依据。战士们平时训练的跳伞高度是800~1000米,而这次是将近5000米的高度。在无气象资料、无地面标志、无指挥引导的“三无”条件下从5000米高度实施伞降,在世界军事航空史上前所未有(见图2-139)。
图2-139 汶川伞降
让我们记住这些英雄的名字:李振波、王君伟、于亚宾、刘志宝、殷远、郭龙帅、李亚军、赵海东、赵四方、雷志胜、刘文辉、王磊、任涛、李玉山、向海波。
民用客机上的救生设施,主要用于飞机迫降成功后,让乘员安全、迅速地撤离飞机。主要包括应急撤离通道、紧急出口、紧急撤离设施等。
小贴士
为避免鞋上的尖锐部分划破滑梯,从充气滑梯撤离时需要脱鞋。
按照国际民航组织制定的标准,要求客机必须保证在紧急情况下所有乘员90秒内全部撤离。为达到这一标准,在设计时都为客舱留有一定宽度的通道,离通道最远的座位和通道最多只能相隔两个座位,因此客舱内两侧靠窗的座位最多只允许设计3排,宽体客机中间部分座位最多只能设计5排。为确保畅通,安全通道内不得堆放任何物品,客舱内也预先划分了撤离分区,为每个分区到紧急出口划分了专用的撤离路线,并在“乘客须知”中注明。除了正常的登机门和厨房服务门之外,客舱内还根据座位数量设置了若干应急出口,每个撤离分区都对应相应的应急出口,在紧急情况下乘务人员或坐在出口旁的旅客可打开出口,所有乘员可从对应的出口迅速撤离飞机。
图2-140 应急出口和充气滑梯
许多客机出口离地高度都在2米以上,必须有相应的撤离设施才能保证人员能够安全撤离。在登机门、应急出口处都设有充气撤离滑梯,在紧急情况下打开后会自动充气,乘客可通过滑梯安全滑到地面(见图2-140)。
为了保证迫降到水上时乘员的安全,客舱内还配备了救生衣和救生筏(见图2-141、图2-142)。救生衣是充气漂浮设备,为橘红色,便于搜救人员发现,一般位于座椅下方,紧急情况时,拿出穿上,离开飞机后拉动下面的充气拉手会自动充气。救生筏也是橘红色,配有桨、锚等设施,根据撤离的人数有不同的规格,最大的可载48人,最小的只能载10人左右。
图2-141 救生衣
图2-142 救生筏
为使人员顺利撤离飞机,飞机上还配有救生斧、救生索、防护头盔、护目镜、照明灯、扩音器等救生设施。撤离飞机后,为方便搜救人员搜救,配有应急定位发射机、便携式定位发射机、海水染色剂等救生用品。另外,飞机上还为乘客配备一定数量的压缩食品、海水淡化剂、急救药箱等,以备撤离飞机后的不时之需。
相关链接
降落伞是常用的航空救生工具,主要由透气的柔性织物制成并可折叠包装在伞包或伞箱内,工作时相对于空气运动,充气展开,使下落中的人或物体减速、稳定的一种气动力减速器,被广泛用于军用飞机乘员救生、空降和体育运动。
为确保降落伞能顺利开伞,包装时必须将伞衣、伞绳整齐叠成长条,伞绳呈“S”形排列装入伞包,在“S”形弯折处用橡皮绳固定,伞衣也呈“S”形折叠好置于伞绳之上(见图2-143)。固定好伞衣、伞绳后,将伞包好,伞包扣眼用钢索穿过锁好,伞包外有橡皮绳,用于在抽掉钢索后将伞包拉开,露出内部的伞衣和伞绳。伞绳连接背带系统,伞衣顶部连接引导伞。引导伞是一具雨伞大小的小伞,装于主伞伞包外,下端连接主伞伞衣顶部和主伞伞包上的钢索。主伞包装好后,将引导伞装入伞包外部的引导伞袋中,用钢索穿过扣眼锁好并挂上橡皮绳,此钢索连接拉环,降落伞才包装完毕(见图2-144)。
图2-143 叠伞
图2-144 降落伞包
跳伞时,跳伞人员在脱离飞机尾流、速度稳定后,在保持平衡的状态下拉动拉环,引导伞袋解锁后在橡皮绳的作用下打开,引导伞飞出张开。由于人在下落过程中与空气有相对运动,引导伞将产生较大的阻力,利用这个阻力将主伞伞包钢索拉开,再牵引排列整齐的主伞伞衣、伞绳脱离伞包,在伞衣、伞绳完全拉直后,相对气流从下方冲入,将降落伞完全展开。
图2-145 降落伞
伞衣有强度限制,在速度很大时张开,会被强大的气流冲破,因此在飞行速度较大时,跳伞后须张开四肢,让身体在气流作用下减速,只能在速度稳定在规定值以下才能开伞,人体四肢张开自由下落的稳定速度约为50米/秒(时速180千米)。在开伞过程中,必须保持身体平稳,如果身体在转动,伞衣拉出时可能会缠绕在人体上而不能张开。开伞后在伞衣的阻力下减速,最后匀速下降,速度约为6米/秒,为抵御着陆时的冲击力,必须双脚放平,两腿用上力,两脚以全脚掌同时接地(见图2-145)。