飞行服的“蝴蝶变化”之路

齐成荣周志霞王文辉

不久前，在我国新一代空军试飞员成功试飞新型战斗机的电影发布预告片中，试飞员们英姿勃发，在银幕上露面，给观众留下了深刻印象。其中，现代设计美感丰富的一体式飞行服受到军迷们的关注。

飞行服是飞行员飞行训练、作战、抢救遇难生命的重要防护装备，包括头盔、口罩、抗荷服、救生衣等。飞行员跳伞生存时，飞行服具有防火、防水、方针等功能。飞机快速机动时，飞行服是一种名副其实的“生命盔甲”，可以提高飞行员的抗载荷能力。

一套设计简单的飞行服，目前世界上只有少数国家可以独立开发。以印度购买法国的“阵风”战斗机为例，由于技术原因，印刷方不得不在合同中追加购买辅助飞行服。那么，飞行服开发困难的地方在哪里？飞行服发展得怎么样了？这篇文章会为你一一解释。

茧蛹般的“壳”悄悄地“蜕变”

1934年10月的一个上午，在英国伦敦第四届国际飞行大会上，飞行员威瑞巴斯特穿着一套“充气衣服”登场，圆形的形状像蛹一样引起了无数的注意。当天首次推出了职业飞行服。

起初，飞行服的开发以防震和御寒功能为主，类似于今天的羽绒服。但是随着战斗机性能的迅速提高，在做超负荷飞行动作时，飞行员有时会因为头部血压过低而遭受验尸、甚至意识丧失等情况。这种情况反而迫使各国科研人员把研究方向扔在不起眼的飞行服上。

在艰苦的探索中，科学家弗兰克在研究长颈鹿的习性时，根据长颈鹿通过皮肤收缩调节血压的原则，在飞行服裤腿上添加气囊装置，使飞行员收紧腹部和腿部肌肉，以缓解飞行员头部血压过低而引起的不良反应，并命名为抗荷服。

穿着抗荷服，飞行员的过载承受能力从最初的4个G提高到了8个G。第二次世界大战期间，各种飞行特技动作频繁上演，空战格局也随之发生了变化。

二战后，世界各军事强国展开了抗夏装开发升级工作，飞行员蛹般的“外壳”悄悄地转化为科学技术的力量。

美国科学家们在飞行服腹部和左右裤腿上加入了5个连接气囊，制成了囊状抗荷服。苏联科学家推出管状抗荷服，安装在服装表面的充气管道将下半身“拉紧”，给飞行员身体均匀施压。

一段时间以来，两种抗夏装收获业内获得了不少好评。但是没过多久，新的科学研究难题接连出现。

20世纪60年代，第二代高空战斗机横空出世，飞行高度突破10000米，此时大气压力和氧气含量将减少70%。驾驶舱受损后，飞行员暴露在高空环境下，人体体液中的氮会迅速下降，在血管中形成气栓，导致胸痛，甚至休克症状。因此，飞行服必须再次“进化”。

这次，研究人员从压力潜水服中获得了创新的灵感，开发出了能够隔绝外部环境的飞行服——大奖服。目标服通常设计为连体结构，在紧急情况下可以将飞行员与外界隔离，根据机型分为部分加压服和电压服，以满足不同高度的飞行要求。

但是，“笨拙”的代替服将身体包裹得很紧，飞行员很难在加压环境下灵活操作战斗机，长时间佩戴会给身体造成严重的热负荷。以低空高速、机动性为主的第三代战斗机成为空战的主流，飞行服需要再次升级。

20世纪90年代，针对第三代战斗机的任务需求，研究人员巧妙组合了上一代飞行服分割组合，融合了补偿和抗荷功能，推出了“加压氧气面罩替代背心抗荷裤”的复合防护服。蝴蝶翅膀般的多功能背心、紧身的飞裤受到飞行员的喜爱，成为现代战斗机飞机工具的主流设计。

随着四大机器、五大机器的诞生，矢量推进技术对飞行员的体能提出了更大的考验，促进了飞行服的反复升级。为了使飞行员的驾驶操作更加容易，飞行服更加注重适度和个性化的设计。目前，部分国家空军飞行员配备了一体式飞行服，外观美观，功能多样，成为飞行员挑战飞行极限的“好帮手”。

重视“面子”，重视“安子”。

今年，国外一家军工企业推出了新开发的飞行员防护服。在演示视频中，该飞行服在狭小的空间中最多可以燃烧两分钟，根据作战环境，还可以添加多种模块。

近年来，一体式飞行服风靡全球，飞行服样式更加简洁美观，各国科研人员不仅在面子上，而且在眼字方面也进行了精心的打磨。以美国CWU27/P飞行服为例，ARAMID阻燃织物制成，每平方米质量只有200克，美国海军F/A-18战斗机飞行员直言：“好像穿着睡衣在工作。”除了穿着舒适外，这件飞行服还具有防水、防火等功能。

“贴身衣服”看起来并不显眼，每次迭代更新、技术升级都需要汇集研究者的智慧，其主要技术支撑点可以概括为以下四点。

第一，提高飞行服的耐热性。高空环境复杂多变，座舱着火，飞行员需要充足的反应时间。如何使飞行服成为“不吐不快”，研究人员发现了“妙方”——阻燃织物。20世纪70年代，研究人员将原料阻燃与后整理阻燃剂相结合，提高了飞行服的耐热性。几年后，荷兰一家公司推出了结晶度特性较高的高温织物，无需添加其他阻燃剂即可达到约300的熔点，添加玻璃纤维、阻燃剂等其他材料可进一步提高耐热性。

二是提高抗荷反应速度。对于米格-35战斗机，从杠杆到最大过载只需要一秒钟。也就是说，飞行服响应速度必须足够快。为此，研究人员在“预充压”理念——战斗机加速飞行时，对飞行服施加预充压，从而快速提高防止过载的能力。此外，研究人员还探索了新的液体充电阻力诉讼，液体充电服务响应过程完全是物理过程，可以解决传统的充气负载阻力响应延迟问题。

第三，解决高空供氧问题。飞行员执行多种空战任务，需要不同的供氧模式。外国科研人员增加

四是增强多维环境适应性。战斗机在遭遇特情时，飞行员会面临紧急跳伞、海上救生等情况。为此，科研人员为飞行服加装了充气救生衣，平时如带状般穿戴在肩背上，丝毫不影响飞行员的活动。飞行员一旦落水后，充气救生衣会快速自动开启，提升海上生存能力。

飞行头盔融入战斗机“神经网络”

作为一套“从头到脚”打造的战斗装具，头盔是飞行服装备重要的组成部分。那么，打造一款新型飞行头盔需要花费多少钱？

以F-35战斗机为例：每名飞行员的头盔都是专属定制，造价高达40万美元。该头盔除保护作用外，还有夜视、图像显示等功能，整体重量不到1千克。

飞行头盔作为人机功效发展最前沿的装备之一，从早期的单一保护功能，发展至能够提供大量数据的智能化头盔，融合了多种先进技术，堪称飞行员的“智慧大脑”。

国外一些专门制造飞行头盔的公司，梳理出以下三步生产流程：

第一步是整体塑形。飞行头盔的首要功能是为飞行员提供头部保护，早期的钢制头盔虽然能满足强度要求，但重量太大，对飞行员颈椎造成压迫。为提升飞行头盔坚固性和轻便性，20世纪60年代，一款名为“凯夫拉”的新型合成材料问世，该材料强度为同等质量钢铁的5倍，但密度仅为钢铁的五分之一。由“凯夫拉”材料制造的头盔，可以有效减轻大过载飞行条件下对飞行员颈部的伤害，成为世界各国空军的首选。

第二步是内置通信。通信是飞行头盔必不可少的功能。为了更好实现隔音降噪效果，科研人员改变耳机固定方式，由以往固定在头盔壳体内，转变为可随耳罩活动的内置通信耳机，极大提升了飞行员对战场的感知能力和协同能力。此外，近些年兴起的3D打印技术也被引入头盔内壳制造，可以为飞行员量身定制头盔、提升通信设备适体性。

第三步是增设护目镜。为了防止阳光长时间照射使飞行员产生眩晕症状，科研人员在飞行头盔上加装可在不同环境进行调节的护目镜。近年来，随着屏显技术快速发展，头盔护目镜增加了数据显示功能，可以显示战机飞行高度、速度、姿态、机载武器等方面信息，飞行员根据反馈信息实现快速反应，达到“人机合一”的效果。

此外，第四代飞行头盔新增图像显示技术，飞行员通过头盔面罩，可以获取机体外部360°全方位信息。头部转动时，显示屏会计算出目标识别角度并自动跟踪与锁定。此前，英国提出的“暴风”六代机项目中，飞行头盔成为战斗机研发的重要内容。科研人员取消了战斗机显示系统，引入虚拟现实增强技术，让飞行头盔融入战斗机的“神经网络”，飞行员操纵战斗机更加轻松自如。

来源： 中国军网-解放军报