八一飛行表演隊在珠海航展結束沒幾天的時間裡就發生了飛行事故,飛行員余旭犧牲,舉國震驚,這幾天全社會都在哀悼,在寄託哀思的同時,客觀分析本次事故發生的可能原因的文章,卻幾乎不可見,同時女性是否適合擔任戰鬥機飛行員的爭論也不絕於耳。
其實飛行是一項高危的工作,發生事故本身非常的正常,本次大家這麼關注主要因為是一位女飛行員,而且還是第一代戰鬥機女飛行員,同時剛剛參加完珠海航展的八一飛行表演隊又比較受矚目,而事故本身更是異常的慘烈。
墜機事故現場
墜機事故現場
前艙飛行員跳傘成功
墜毀飛機殘骸
校長將就本次飛行事故(包含飛行動作,訓練水平,事故責任,彈射座椅性能和方式,副翼是哪個位置,跳傘成功的男性飛行員可能是誰,墜毀的雙座殲十可能是哪一架,以及女性是否適合飛行戰鬥機等一系列問題做一個具體分析,分析本身不涉及國家機密,僅僅是個人的猜測和分析解讀,希望做到拋磚引玉,歡迎探討。
飛行是個風險極高的職業
首先,飛行是一項風險極高的職業,飛行本來就是冒險家的職業,從事這個職業開始,就要抱有犧牲的心理準備,而飛行表演隊因為要做各種特殊的更為危險的飛行動作,比一般的訓練飛行風險更高,歷年全球各國航展現場和日常訓練也是經常出現各種慘烈事故,全球莫不如此,所以在總結經驗教訓的同時,保持一顆平常心。
很多表演發生事故,飛行員都是最後一刻彈射跳傘成功,後面再分析彈射跳傘時還會做詳細分析,下圖美國雷鳥飛行表演隊墜毀的飛機,雷鳥是久負盛名的世界數一數二的飛行表演隊,也曾經出過五架飛機以編隊形式一起撞地墜毀的慘烈事故。
俄國米格29飛行表演,墜毀的最後一刻彈射逃生:
勇士的雙座蘇27型成功彈射瞬間:
螺旋槳輕型表演機慘烈碰撞瞬間:
那麼八一表演隊的水平在國際上處於什麼水平?看一下各國主要飛行表演隊的編隊飛行圖片,綜合來說在第三代戰鬥機表演隊里處於中等偏下的範圍,目前用第三代戰鬥機作為表演用機的空軍大國只有 美國雷鳥用f16,美國藍天使用f18,俄國勇士用蘇27,俄國雨燕用米格29,中國八一用殲10。
紅圈,中國編隊飛行最多能做到6機,間隔5-6米,美俄能夠做到2-5米間隔,俄國最多能做到9機編隊,下圖八一隊左下側飛機明顯都沒有跟上編隊。
美軍藍天使飛行表演隊的密集編隊
美國雷鳥的密集編隊
雙機編隊倒飛
到目前為止同等難度的飛行動作我國八一表演隊都沒能做出過,客觀現實是我軍的飛行水平跟一流老牌空軍強國還有相當大的差距。
俄羅斯勇士隊和雨燕隊混編:
勇士隊編隊:
本次事故深度分析
事發時最少是兩機編隊,最少存在於三名飛行員,到底是哪位飛行員操作失誤造成慘劇,從現有信息來看,長機雙座殲10在事故當時到底是誰在駕駛,殲十戰鬥機不存在專用教練型,一般來說雙座戰鬥機,如果用於教練飛行,教官應該座於後座,學員座在前座,而八一表演隊很奇怪,中校軍銜一級飛行員座於前座,上尉軍銜女性二級飛行員余旭反而座於後座,只能認為因為前座視線更好,所以,表演飛行時應該還是前座軍銜和技術更好的飛行員更多的實際操作飛機。
而且在沒有加大推力的前提下,雙座型戰鬥機因為增加了一名飛行員及相應的設備,空重是增加的,飛行性能是下降的,這對高機動高難度的飛行表演來說是極為不利的,世界上用雙座戰鬥機用於表演的也不多見,其實際意義也不大,按說飛行表演隊的飛行員應該是整個空軍最頂尖水平的,從軍銜,飛行員等級,飛行時長來說,本批次也是第一個批次的女性殲擊機飛行員更多的應該屬於象徵性意義,一老代一新的格局,當然女性飛行員在八一表演隊乃至整個空軍的存在不僅僅是象徵意義,還有其它的原因,文後面會再次說明,所以綜合分析來說,正式的重大的飛行表演,以余旭為代表的女性飛行員不太可能操控飛機直接參加飛行表演,當然,事故當天顯示是飛行訓練,雙座機是誰在操作訓練就不好判斷了,不過從飛行水平和軍銜上來猜測,當時誰在操控飛機的可能性是雙座前排飛行員高於雙座后座飛行員(余旭)。
上下兩圖是本屆航展第一天,老蔣拍攝的08號雙座殲十,放大後可以清晰顯示本機處於編隊5號機位置,是兩名男性駕駛員。
目前來看,本屆航展第一天08號雙座機隨隊上天表演,老蔣拍的照片可以看到,飛行員為兩名男性,而余旭自己受採訪時也說會第二天11月2日參加表演,以下是2號表演的照片,從歷史照片分析,八一表演隊應該一共擁有5架雙座型殲十,事發當天墜毀的到底是哪一架呢?下圖是2014年同時拍到的出席航展的三架雙座型。
目前從掌握的照片來看,雙座殲10整個八一隊一共存在5架,編號分別為08,09,10,11,12,上下圖參考。
下圖為放大的余旭在10號機後艙位置的圖片,座艙邊數字清晰顯示為j10s型0315,照片顯示余旭坐在後排位置。
本次墜毀損失的最大可能就是這架編號為10的雙座殲十,這架也非常可能是余旭經常駕駛的座機,不過下圖很有意思,照片顯示余旭坐在前面位置。
編號11的雙座殲十
編號12的雙座殲十
而本次倖存的男性前座飛行員目前分析極有可能是余旭的老搭檔空軍中校魏國毅,主飛2號機位的魏國毅,一級飛行員,空軍中校軍銜,山西忻州人,現任空軍八一飛行表演隊飛行二大隊大隊長。先後參加第八、第九屆中國(珠海)國際航展飛行表演,2011年和2012年中國國內巡演等重大飛行表演任務,榮立二等功1次、三等功2次。
臂章顯示兩人都屬於編隊2號機位置:
2號機處於6機編隊的位置:
下面4位女飛行員的合影從臂章分析,兩位同屬編隊第4位置(應該不是一架飛機,而是各配合另外一位更高軍銜飛行水平更高的男性飛行員),余旭處於編隊第2機位,另外一個女飛行員臂章顯示處於編隊第3機位,四位同期的女飛行員軍銜都為上尉。
從目前來看,是最少雙機滾轉動作,發生碰撞,飛機受損失控後,余旭彈射後不巧撞在了單座僚機副翼上,據說事故現場非常的慘烈,大家可能都知道民航經常有高空撞鳥的事故,在高空高速發生碰撞。。。。。。其狀態,下圖是編隊表演的幾種隊形圖。
但是這裡還出現了一個很大的疑問!事故現場到底存在幾架飛機?按照敘述,假如現場只有兩架飛機,兩架飛機發生碰撞,雙座機受損嚴重到以至於必須馬上放棄飛機彈射跳傘,時間緊迫到等不及幾秒鐘時間另外一架飛機駛離到50米外的安全距離,另外一架飛機即使沒有損傷到重要部位也會受到損傷,而余旭在彈射後(很可能人和座椅還未分離)撞上另外那架飛機的副翼,如果兩次撞擊都是同一架飛機,這架飛機居然還能撐到自行迫降,真的是結實到匪夷所思。
如果說之前做滾桶飛行與雙座機發生碰撞的是一架飛機,碰撞後未受到重創尚可操縱返航,而余旭彈射後與另一架飛機副翼相撞,飛機受損有限尚能操縱返航,還有一定的可能性合理性,如果這種猜測成立,那在現場訓練的就應該不止2架殲十戰機。
當然現在也有人說當時雙機做的動作是雙機橫滾,當時到底在做什麼動作,如何產生的碰撞對於分析差別巨大,在正式揭秘前,我們也只能猜測了。
「雙機滾轉」,真正的全稱叫「雙機繞軸滾轉」。這個動作要求一機低速平飛(往往是長機),另一機以此為軸進行滾轉(往往是僚機),過程中雙機速度、高度要保持一致。這個動作真正的難點是,在時速不大(只有400-800公里)、高度很小(最大高度只有2000米)的情況下,僚機並不以自身的軸線滾轉,而是圍繞長機平飛拉出的煙霧為「軸線」進行螺旋滾轉飛行。
下圖較清晰的展示了雙機滾轉動作的軌跡。
副翼的定義和位置。。。。。其實通俗說就是余旭彈射後不幸的正好撞在了相對處於雙座長機上方(相對於飛行員頭部上方位置)的僚機後機翼部分,以往飛行事故造成飛行員喪生的情況,除了隨同飛機一同墜毀或者跳傘失敗外,還有幾個常見的原因,一種是座艙蓋拋棄或爆開失靈或滯後,飛行員身體特別是頭部碰撞座艙蓋,造成頭部重傷或者頸椎受損死亡,另一種彈射後飛行員與緊隨其後的本架飛機的垂直尾翼發生碰撞,下圖紅圈處就是殲十的副翼位置。
下圖用手頭兩個飛機模型來假設演示一下事故發生時雙機可能處於的位置,僚機應該處於余旭所在雙座機座艙彈射位置相對上方50米以內,僚機的飛行姿態有可能是倒扣狀態也可能是正常狀態。
而當時雙機做滾轉動作時,雙座殲十很可能是處於平飛狀態作為軸,另一架僚機圍繞軸做滾轉動作,這樣的話,如果發生碰撞,主要原因很可能來自於做滾轉動作的僚機。
雙座飛機彈射的順序是后座飛行員先行彈射,前座後彈射,相對而言,后座先行彈射安全性更高,因為后座彈射後會對機體產生震動,很可能會使本身就不穩定的機體產生更不可預估的機體姿態變化,而且,在危險瞬間,早彈射一秒生存的機率也會大大加強,彈射的相對距離可以達到50多米。
上下圖可以看到很多真實雙座機,后座先行彈射和兩位飛行員均成功彈射的狀態。
彈射方式大概有兩種,一種為「拋蓋後彈射」,用氣流或火藥將艙蓋拋掉,在墜毀的危險時刻,拋棄艙蓋需要耽誤0.5秒,這0.5秒可能生死攸關,下圖為美國f18戰鬥機,可以在小圖清晰看到艙蓋被整體爆破拋棄,大圖緊跟其後飛行座椅火箭彈射,飛機已經處於傾斜角度,座椅一彈射出艙即自行調整角度使飛行員頭部向上。
後來又出現了「穿蓋式彈射」,不掀座艙蓋子,連人帶椅子直接衝上去,把艙蓋頂破,這種方法比拋蓋節約時間,但飛行員腦袋和脊柱遭到重創的危險又增加了,70年代,又出現了一種新技術,在艙蓋上鋪設微型爆炸索,一旦需要彈射,直接把艙蓋炸成碎片,省事又安全,但碎片也可能對飛行員造成傷害。
下圖可以看到一架表演的米格29在機體接地前的一瞬間彈射成功。
可以見到紅圈內座椅上方尖銳物,作用就是為了衝破倉蓋。
而雙座艙戰機彈射又出現了協調問題,雙座艙戰機有兩名飛行員,在駕駛和作戰時可以互相幫助,但當必須棄機時,彈射工作卻更加複雜,一名飛行員的彈射產生的碎片、煙火以及張開的降落傘,完全可能幹擾另一個飛行員彈射,而雙座又分為並列雙座(飛行員左右並列,彈射時可以同時彈射角度分開)和串列雙座(飛行員前後串列座)。
「串行雙座」(兩個飛行員一前一後駕駛)情況則更為複雜,通常的解決方案是先後彈射。即先把后座上的飛行員彈出去,然後再彈前座飛行員,利用時間差拉開空間距離,避免干擾。顯然,對於前座飛行員來說,由於他必須等后座彈射之後再彈射,時間上滯後,而且飛機的狀況已經有所變化,所以危險性要大得多。通常前后座彈射的時間差可能達到1秒鐘甚至更多,如果是低空彈射,這個時間很可能就意味著生與死的隔閡,這次事故后座的余旭應該是先行彈射,可是運氣非常不好正好撞在相對位於座艙上方位置的僚機,而前座飛行員晚了一秒幸運的躲過,受了輕傷很可是被先行彈射破碎的座艙蓋碎片擊傷。
下圖我們在看一個兩張完整的殲轟七串列雙座戰鬥轟炸機墜毀瞬間,接地距離非常的近,目視只有後艙飛行員成功彈射,殲轟七前后座彈射間隔時間為1秒,而類似的歐洲狂風戰鬥轟炸機是0.36秒。
殲十A型裝備HTY-5型彈射座椅,是我軍裝備的第三代零零火箭彈射座椅,研製時間很早,但定型裝備較晚,屬於微爆索穿艙火箭彈射座椅,是專門裝備殲-10研製的同時也裝備梟龍戰鬥機
下圖為殲十測試彈射座椅的實驗圖片,可以看到破碎的座艙玻璃蓋。
現代彈射座椅被稱為零零彈射座椅,彈射座椅能在0至25千米的飛行高度和0至1200千米/小時的飛行速度內有效工作。但在俯衝、橫滾等飛行狀態,仍需要一定的離地高度,稱之為最低安全救生高度,彈射座椅平均救生率大約為80%。目前俄國的彈射座椅多次在極限環境下挽救飛行員生命,我國的尚需時間檢驗。
下圖為美國f18戰鬥機墜毀前一刻飛行員成功彈射,飛行員已經與座椅分離,降落傘已經打開。
美國f35彈射座椅實驗彈射瞬間分解圖:
雷鳥的f16也是在整個拋棄座艙蓋,彈射座椅已彈射,人與座椅還未分離,但彈射時飛行姿態很好。
女性適合當飛行員嗎?
最後一個問題的探討,從生理上心理上,女性適合當飛行員嗎?就大腦結構而言,男性的大腦體積比女性的大些,但是女性大腦的胼月呧體較大,神經細胞比男性多出11%。
在感知方面,女性的聽覺,嗅覺和觸覺要強於男性,但視覺和空間知覺能力相對較弱。在記憶方面,女性傾向於機械識記,男性傾向於意義識記。就心理耐受能力而言,女性比男性強得多,也更為穩固,心裡恢復能力也強。就思維方式而言,女性樂於形象思維,男性擅長抽象邏輯思維和空間想像力。而且女性承受疼痛和耐寒的能力遠超男性,心理上女性更為堅韌忍耐力更強,面臨絕境男性往往更容易精神先行崩潰,細心耐心上女性也大多優於男性,但在身體本身的強壯上顯而易見與男性相差甚遠,駕駛戰鬥機飛行作戰是非常耗費體力體能的,必須要有足夠強壯的體格支撐,上圖四名女戰鬥機個飛行員體格除了一人外,另外三人明顯過於單薄。
女殲擊機飛行員相對而言在女性飛行員中一定是最為出色的佼佼者,文章開頭我們探討過女性飛行員除了作為戰鬥機飛行員而存在,還有更重要的不可或缺的另一種存在必須,余旭曾經表達過最大的願望就是成為一名女性太空人,這是人類探索太空所必需的,美俄等航天大國,都有從戰鬥機飛行員中挑選太空人的需求,可以說女飛行員存在的價值更大的是作為女航天員的後續梯隊,對中國而言同樣重要和必要。
從上下照片來看,余旭剛剛加入空軍時體重還略高,近幾年身體特徵反而更顯單薄,這方面其實是有隱患的。
二戰時期戰機的最大過載大都設計為 6G,這是沒有抗荷服時人體經過訓練後所能承受的最大過載。身體相對贏弱的女性也能承受!但是噴氣時代有所改變,7G到9G,F-22達到了12G,專用抗荷服的出現,使得人類能夠承受更大過載,依賴科技的進步,近年適合女性,特製的抗荷服和飛行裝具研製成功,針對女性生理身體特點做了有針對性的重點改進。
一般抗荷服的原理和結構導致女性不適合使用,抗荷服的基本原理是逆向機動時血液流動的方向,阻止血液向某個部位過於集中造成大腦缺血。所以富含血液的區域和必經之路就是重點要通過外力作用來阻止血液逆流的區域。例如胸部,大腿根部,小腿肚,大腿肚,有些會延伸到手肘,外在表現就是衣服上會有很多鼓起包含管子的口袋,基本上抗荷級別越高,覆蓋的面積越大。抗荷服上的管子就是氣管,上飛機和抗荷系統連接,平時是鬆動的,一旦做大的機動動作,抗荷系統會感應到補償需要,向氣管中瞬間通高壓氣體來壓迫相應部位的血管阻止血液流動,一旦飛機改平後立即放掉以免飛行員不適。現在科技的進步彌補了女性生理上的部分缺陷,女性是可以適應戰鬥機飛行員這一崗位的。