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中美两起不该发生的重型战斗机坠毁事故调查

送交者: CatStevens[☆★声望品衔7★☆] 于 2025-04-18 5:08 已读 2918 次 5赞  

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前言:战斗机坠毁在任何空军都有,机械故障、气象、操纵失误等原因都有,损失飞机可以生产,但损失飞行员比损失飞机更叫人痛心,本文说两起分别发生在中国和美国的重型战斗机坠毁事故,两起事故都有一个共同特点,就是飞行员都没有跳伞逃生,和飞机一起坠落。

一:


F-22战斗机成为世界上首款五代机时,原来被视为强大对手的苏联空军早无踪影,有气无力的俄罗斯空军陷入了青黄不继的萎靡状态,F-22战斗机形成战斗力后,俄罗斯空军已被甩出很远,登上了世界战斗机最高峰的F-22战斗机握有悬殊的技术优势,其作战能力是F-15战斗机的2~4倍,对四代战斗机能够取得144:0的战绩,按照这个战绩,美国空军只要拥有20架就能横扫全世界所有四代战斗机战斗机,美国国防部于是2009年宣布撤销生产计划,从2011财政年度起不再购置此种战斗机,美国参议院也以58票赞成、40票反对的结果支持这一机决定,至此美军共拥有187架战斗机。



按照144:0战绩,其战斗力相当于27000架四代机,全世界三代四代战斗机加起来也没这么多,照此算来世界的天空从此成了美国空军的独有舞台,但先进的代价就是高昂的成本,平均每架生产成本是两亿美元,加上研发成本则高达3.5亿美元,如果按千克成本计算,F-22战斗机单位成本为338.8百万美元,是当时黄金价格的1.25倍,18吨重的F-22战斗机的价格可以买到22.5吨黄金,然而成本高昂的F-22战斗机却是美国空军事故率最高的战机,试飞阶段就已经发生过两次坠机,一名试飞员丧生,服役才飞行7万小时就发生6次一等事故,是F-15战斗机的的4~5倍。



2010年11月16日,驻阿拉斯加州埃尔门多夫基地的美国空军第三联队第525战斗机中队一架编号为“06-4125"的F-22战斗机,在进行历时1小时20分钟的夜间例行训练后即将返航时航迹突然坠毁从雷达中消失,早上10点该机被发现坠毁于阿拉斯加安克雷奇市以北约160千米处,飞行员杰弗里.哈尼上尉未能弹射身亡,美国空军随即开展事故调查,在调查期间又陆续收到十几起飞行员反映缺氧报告,工业部门认为是发动机的引气系统故障引起制氧系统停止工作而造成座舱内没有新的氧气补充,美国空军随即宣布F-22战斗机因机载制氧系统有安全风险无限期停。



2011年12月14日,美国空军事故调查委员会主席詹姆斯.布朗公布调查结论,认为,事故是由于俯冲时飞行员陷入黑视并丧失空间知觉没能及时没有及时启动应急供氧装置并拉起飞机所致,这个调查结果引起美军飞行员和民众不满,美国空军参谋长也表示不应将事故责任完全推卸给飞行员,美国国防部也表示:空军没有理由将事故责任归咎于飞行员,调查结论是矛盾、不完全且缺少事实依据,哈尼上尉的遗孀随即起诉制造商洛马公司、环控系统承包商波音公司、机载制氧系统制造商霍尼韦尔公司和发动机制造商普惠公司,认为是机载制氧系统和环控系统带有缺陷,没能为飞行员提供生命保障。

二:


事实上F-22战斗机缺氧问题早在2008年就已暴露,但没引起空军高层重视,直到坠机事故闹大了,美国空军才开始了全面深入的调查氧气系统缺陷,战斗机是以机载制氧系统输出的氧气供飞行员呼吸,航空供氧涉及航空医学、人体工程学、飞行器设计、机载制氧和供氧等多个专业,F-22战斗机正处于设计阶段时美国空军因冷战结束大幅裁减医学和工程专家,一定程度上影响了设计,美军标MIIL-D-85520(机载制氧系统设计安装通用标准)中规定,为了预防机载制氧系统故障或失效,战斗机应设有高压储氧瓶为备份氧源和跳伞时使用的应急氧源,F-22战斗机的原先设计是按规定有独立的备用氧系统的,但后来为了减轻重量,取消了6.8千克的高压储氧瓶,使三余度氧气系统减为两余度,F-22战斗机也成为当今唯一没有自动备用氧装置的战斗机。

调查显示,F-22战斗机的机载制氧系统是利用分子筛的变压吸附原理产生富氧气体,失事的F-22战斗机制氧系统由于发动机故障而被被非正常关闭,但因为没有自动开启的备份供氧装置,飞行员要手动触发应急氧源,这个应急氧源只能用178牛顿的拉力手动触发,触发装置在飞行员的后下区域,在飞行员承受较大过载时很难触及该区域,当时飞行员已缺氧近一分钟,加上身穿厚重防护装具和飞机处于超音速飞行状态,根本无法触发应急供氧装置,很快就失去意识,无法跳伞和飞机一起坠地,随着调查的深入,一直困扰F-22飞行员的缺氧症状的原因也浮出水面,这是因为机载制氧系统输出的氧气浓度过高,阻塞肺底部微小气管,使肺泡内气体被吸收后部分或完全萎陷,从而丧失气体交换作用,造成呼吸困难、阵发性咳嗽、胸痛等不适症状。

飞行员的代偿服设计的不合理造成过载时充压过度以及低强度过载时即充压,当代偿服过度充压,飞行员会因胸部扩张受迫而压迫腹部使膈肌上升挤压肺组织,加剧肺萎陷症状,造成体内二氧化碳分压的降低,影响组织供氧引起头晕、视力模糊、注意力分散和方向感的丧失症状,虽然可以通过咳嗽或自然恢复使肺泡重新扩张而消除症状,但F-22战斗机的飞行员往往一日内多次飞行,不断累积并加剧,造成飞行员缺氧,事故后美国空军在卢克空军基地设计制造了更易触及、更易抓握的应急供氧手柄,并和洛马公司签订一份约1900万美元的合同,为飞行员代偿服安装重新设计的充放气活门、备用氧系统和调整机载制氧系统,并修改了环控系统的制氧系统优先权限,又和洛马公司签订了1190万美元的合同为F-22战斗机安装自动备用氧系统。

然而似乎没什么用,F-22战斗机复飞后又陆续出现了14起缺氧症状,有人指责机载氧气系统提供的氧气中含有害成分,但美国国家航空和宇航局工程安全中心排除了这种可能,认为机载制氧系统制氧过程是物理过程,工作过程不会释放有害物质,设置于氧气通道中的控制设备和调节机构均不涉及化学过程,反正美国空军花费8个月也没找出是什么原因,不得己又花700万美元在F-22战斗机的送风系统中安装民用氧气状况传感器,但是还是没有解决问题,不但F-22战斗机发生供氧故障,F-35战斗机,F/A-18战斗机和T-45教练机都出现过供氧系统问题,F-35战斗机在2017年6月因连续发生了五次供氧故障不得不宣布停飞,这些频繁出现的缺氧情况已经威胁美军飞行员的生命安全,但到现在仍没能能查出问题原因。

三:


在美军调查F-22战斗机坠毁原因期间,中国空军一架苏-27UBK战斗教练机不幸坠毁在山东威海海滨沙滩,两位飞行员当场牺牲,战斗机"平拍"在质地松软的沙滩上,相对于机体纵轴下倾7度30分的机头部分在下倾处断裂,前机身和机翼基本完整,后机身及发动机舱则因为撞击引起的起火燃烧,现场未出现撞击坑,目击者描述飞机是"飘”下来的,种种现象说明这架战斗机是小速度大迎角平拍下来,这是飞机失速坠地的重要特征,失速是固定冀飞机与生俱来的特殊气动现象,失速是一个非常复杂的过程,飞机失速后速度自然就会减小,但不会完全失速,失速标准只有一个,那就是迎角,苏-27战斗机在27°迎角时就开始出现方向发散,因此失速迎角就是27°。

以前的要飞行员根据空速表和载荷表读数来综合判断飞机是否失速,而苏-27战斗机装有极限状态限制器,这是苏-27战斗机一个非常成功的设计,刚刚飞苏-27战斗机的飞行员将其当成了个稀罕宝贝,这个装置会将迎角限制在24°,比失速迎角小3°,并将法向过载限制在8G,当飞行员动作过猛超过以上两个限制,驾驶杆就会出现警告性振动,若飞行员继续拉杆,仪表板上迎角、过载信号灯闪烁,耳机中响起:“极限迎角”“极限过载”的语音警告,平显上也会出现一个闪亮标记,同时杆力会突然增加15千克限制飞行员的操纵,所以苏27战斗机很少发生失速事故,抗失速是相当出色,说其是世界第一恐怕也不为过,甚至有失速进入螺旋后奇迹般地自动改出了螺旋的纪录,如果不是严重的风切变或机械故障很难因失速问题而导致严重飞行事故。

除非飞行员不听告警,硬要拉大迎角,如做“眼镜蛇”过失速机动,但这要在特定的包线区域、重量、重心和专门的操纵技艺,还要关掉限制器,万一极限状态限制器故障,飞机失速之前还有一个抖动过程,这个抖动相当警告离失速不远了,一但发生失速,就会发生的一系列动态变化,超过失速迎角时飞机会抖动、机头上仰、掉翼尖、自动偏转,这个阶段不是很急剧,进入过失速后会发生明显机翼摇摆、偏机头、自动上仰,并绕着一个轴、或两个轴、或三个轴的非操纵性旋转,飞机的状态变化非常剧烈,若不及时改出就会发展成螺旋,这时绕着三个机体轴转动的飞机沿着一条螺旋线下降,飞机完全丧失滚转阻尼、方向静安定性和模倒静安定性。

改出螺旋的方法是首先要收油门至慢车状态,再蹬平舵清除原来的方向操纵力矩,推杆过中立使副翼处于中立状态,产生一定的下俯操纵力矩,使飞机减小迎角,如果还是没有改出螺旋可把螺旋方向一侧发动机开到全加力状态,另一侧则保持慢车,通过发动机的推力差来制止偏转,最后实在不行就放着陆减速伞增强方向安定性,从进入螺旋到飞行员做动作退出失速这段时间飞机会掉2500米-3000米高度,如果高度低于3000米,任何动作都是徒劳,唯一的选择只有跳伞,但进入螺旋的飞机以15-20秒一圈螺旋,对飞行员产生常人难以想像的影响,可能无法提拉飞行员档部以下的弹射拉环,如果没有及时拉下拉环完成跳伞动作,那飞行员就随着20多吨的飞机以10米/秒的速度一齐拍在地面,几乎没有生还任何机会。

四:结语


战斗机失事是一个非常复杂的问题,各国都会查明事故原因后采取各种措施杜绝隐患,但力度各有不同,中国共有181架苏27/歼11A战斗机,飞行近三十年,只坠毁了2架,美国共有187架F-22战斗机,飞行才二十年就坠毁了5架,而且氧气问题至今尚未完全解决,2017年至2022年共发生1543起飞行员缺氧报告,2017年一架F-35战斗机又是因缺氧导至飞行员昏迷坠毁。

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