一次成功的战机弹射逃生不光要可靠的设备还需一个强健的脊柱

2024-07-19 04:29:15 产品案例

  喜欢军事电影的朋友们应该都看过战斗机飞行员遇险的画面吧。对空导弹呼啸着冲向战斗机,战机座舱内各种仪表疯狂闪烁报警,就在导弹即将击中战机之时,飞行员该如何做呢?当然是将双手置于两腿之间,拉动弹射座椅弹射器弹射逃生。

  1939年,德国研发出了世界上第一款弹道式弹射座椅。此后,面对飞得慢慢的升高、速度慢慢的变快的战机,弹射座椅也随着其一块迭代发展。1956年,世界上第一款自动化弹射座椅问世,但弹射的速度与加速度依旧欠缺。1958年,以美苏为代表的军事强国开始研制火箭式弹射座椅,并于60年代逐步投入到正常的使用中,至今仍在广泛升级与改进中。我国则于1973年开始研制自己的火箭式弹射座椅。

  在高空高速飞行中,飞行员是无法靠自身力量逃离飞机安全逃生的,必须借助于飞机上的逃生装置。同时,飞机弹射面临强大的迎风气流的作用,飞机的速度大,要求弹射离机的初速度更大,以便使座椅和飞行员安全越过垂直尾翼,并抵达安全开伞高度。在一瞬间,弹射装置高度可从0升到90米,时速可从0提到1100公里,如此猛烈的加速度会对飞行员的脊柱造成巨大的压力,这时脊柱特别容易损伤。

  脊柱是人体内最重要的部分之一,其有7段颈椎、12段胸椎、5段胸椎、5段骶椎和3~5段尾椎组成(涉及到笔者的专业,熟悉的感觉)。它是人体的支柱,支撑着身体的重量,保护着中枢神经、血管,以及具有保持人体平衡等作用,从而帮助人进行各种活动。从解剖学看,脊柱呈S形,颈椎、胸椎、腰椎各段椎体形态各异、活动度不同,所承受的压力也不同,从颈椎至骶椎随着所承受的体重也逐渐增加。第二次世界期间,德国应用静压力法测定了每一段椎体椎板开始破裂的压力值。并且,根据每个椎体在一般的情况下所载的体重百分比估算出所能承受的过载值。我国成人各椎体所能承受的过载值,颈椎平均为67~80G,胸椎为27~57G,腰椎为29~31G,数值最小的过载最大值是第6胸椎的23.5G,最末的胸椎和第一腰椎是在弹射中最容易发生压缩性骨折的部位。

  正常情况下,脊柱有四个生理弯曲,平时对椎体的作用力可通过脊柱生理曲度的大小来调节。根据生物力学的观点,人体脊柱分为前部和后部。前部由椎体、椎间盘和韧带,作用是缓冲压力、传导重力、减轻复合;椎体主要由松质骨组成,易被压缩。后部由椎骨、椎关节以及韧带组成,作用是稳定椎体和承受部分负荷。根据测定,力作用线与与脊柱平行时,正常生理弯曲的脊柱要比椎间盘直线排列的脊柱耐受压力强度大16倍。正常弹射时,弹射过载一般不超过生理极限。只要飞行员脊柱正常,姿势正确,按照正常的操作的过程进行弹射,一般是不会损伤的(但这种理想情况并不是每次都有,尤其是像战斗机被击中时,机身的剧烈抖动与旋转会让保持正确弹射姿势成为一种极其困难的事。早期的弹射座椅往往存在弹射步骤繁琐的过程,也十分不利于飞行员的安全弹射)。只有脊柱形态异常,当脊柱向前曲时,重力集中于脊柱前部,此时极易造成压缩性骨折。当脊柱向后延伸时后部负荷增加,由于有关节面和韧带支撑,承受冲击性加速度的耐力教脊柱前屈或正常姿态时高。但过度向后伸展,超过脊柱的弹性限度时仍可发生骨折。运输机、轰炸机等大型飞机因为航程远,脊柱因长时间易患静力性疲劳而导致慢性腰疼,这样会引起身体保护性姿势不良,弹射时易发生损伤。

  当弹射加速度在10G左右时,飞行员头部大概会下移30~35毫米;过载到17~18G时,头部下移可达到130~140毫米;当过载值超过20G时,头部不光会下移,还会前倾,当佩戴上飞行头盔后在重物的加持下,这种前倾会越来越明显,此时极易造成颈部损伤。当生理弯曲异常时,脊柱的耐受度会降低四分之一,骨折率则会增加三倍。

  根据各国空军的公开资料显示,弹射初期脊柱损伤率,英国为43%,瑞典为46%,法国为22%,美国为10%,中国为19%。另外,50%左右的跳伞骨折事件中,飞行员的骨折部位是发生在第10胸椎和第1腰椎间。如果弹射时没有坐直而是使脊柱弯曲的话则有很大的可能性造成截瘫(脊髓损伤)、高位截瘫(颈椎损伤)、呼吸麻痹死亡等灾难性的后果。

  我国军队进行招飞时,对参选人员的脊柱有特别的条件,是检查的重点,其标准主要依据国防部下达的《招收飞行学员体格要求》。《要求》中规定,但是脊柱形态有明显异常、有脊柱病史、慢性腰痛史的都不合格。另外《要求》中还说明,脊柱姿势性侧弯,距离中线厘米以内可自行矫正者合格;腰段前凸不超过5厘米可自行矫正者合格;生活小习惯所导致的轻度驼背可自行矫正者合格;腰段后凸经X光检查无病理原因者合格。

  人在11至13岁时,椎体骨骼加速生长,到15至17岁时速度更快,期间生活小习惯对脊柱的发育起着至关重要的作用。其他的还有个很多人会忽视的点:大部分人都是右利手,长期习惯用一只手会导致两侧腰肌发育程度不一,从而使脊柱有代偿性侧偏,但是只要不是时间太久,能够最终靠自行矫正来改变。因为脊柱的形态受多方面生活因素影响,因而招飞标准中才加入了许多“自行矫正者合格”的条款。

  但在历年的招飞中,脊柱因素导致的淘汰依旧占了外科淘汰率的首位。如今的学生由于学业压力的增大,以及电子设备使用率的上升,长年的不规范坐姿使得青少年脊柱问题率逐年攀升。因此,笔者希望所有人都能够在生活中多走走,多运动,不光是为了脊柱的正常,也还是为了全身的健康。

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