航空核彈傘與航彈傘

劉長明　房瑞華

航空核彈傘

1945年8月6日清晨，一架美國13-29型轟炸機(jī)在日本廣島市上空7200米，用降落傘投下一重物，飛機(jī)隨即以最大速度飛離。綢制的傘衣徐徐穩(wěn)定地朝著房屋和急于上班的滿街人群下降，在堅(jiān)固的傘繩上系結(jié)著人類的發(fā)明——原子彈。8點(diǎn)15分，在660米高空，原子彈與降落傘脫離，數(shù)秒后，該市60％立刻變成廢墟。三天后，同樣的慘劇又在日本長崎市重演……這兩顆原子彈都是依靠降落傘從飛機(jī)上投下的。用于飛機(jī)上空投核武器的降落傘稱為核彈傘，它是投彈飛機(jī)和飛行員的防護(hù)救生裝備。

由于核彈爆炸引起的爆炸波、熱輻射及放射性輻射傳播距離可達(dá)數(shù)十千米，如果飛機(jī)在核彈降落的時(shí)間內(nèi)(即從投彈到爆炸的時(shí)間內(nèi))來不及飛入安全區(qū)，就將招致機(jī)毀人亡的悲劇。因此，降落傘用于飛機(jī)空投原子彈或氫彈，目的是為了延長其降落時(shí)間。為了確保飛機(jī)和飛行員的安全，飛機(jī)需要飛出一段距離到達(dá)安全區(qū)，這一飛行距離稱為安全傾斜距離(圖1)。下面通過實(shí)例來說明降落傘用于飛機(jī)空投核彈的重要性。

以下是美國飛機(jī)空投氫彈的報(bào)道：

“在15200米空投氫彈，降落到3000米爆炸，B-52型飛機(jī)在氫彈降落的時(shí)間內(nèi)，從爆炸點(diǎn)飛出24千米。”

“1952年5月21日，13-52型飛機(jī)在比基尼島空投氫彈，爆炸瞬間，飛機(jī)已位于爆炸中心約32千米。”

在這兩則報(bào)道中，提供了B-52型飛機(jī)在15200米高空投放氫彈的安全傾斜距離分別為24千米和32千米。就是說，B-52型飛機(jī)空投氫彈后，要有足夠的時(shí)間飛完這段航程。

以下我們就來簡要地計(jì)算B-52型飛機(jī)安全飛出的時(shí)間。B-52型飛機(jī)在15200米投放氫彈，假如氫彈不帶降落傘，按物體自由落體公式計(jì)算，氫彈降落時(shí)間應(yīng)為50秒。就是說，氫彈自15200米高自由墜落到3000米空中爆炸，用時(shí)是50秒。

現(xiàn)在已知B-52型飛機(jī)的飛行速度為200米／秒，安全傾斜距離為24千米，而飛機(jī)飛離爆炸中心的時(shí)間與安全傾斜距離成正比，與飛機(jī)速度成反比，通過計(jì)算可得出為120秒。換言之，氫彈從離機(jī)到空中爆炸的時(shí)間應(yīng)為120秒，才能保證B-52型飛機(jī)飛到安全區(qū)。如果氫彈不帶降落傘，那么從離機(jī)到爆炸的時(shí)間只有50秒，這樣短的時(shí)間無疑會(huì)給飛機(jī)和飛行人員帶來極大的危險(xiǎn)。因此，為了延長氫彈在空中的降落時(shí)間，必須在氫彈上安裝降落傘，其傘衣面積為30平方米。

美國還提供了在總重347千克的B-61核彈上，裝備由尼龍材料制造的直徑5，18米的錐形帶條傘衣的實(shí)例(見圖2)。這種降落傘可將核彈降落速度減慢到一個(gè)安全的水平。美國新墨西哥州阿爾布凱克的桑迪亞實(shí)驗(yàn)室為B-77核彈提供了一種引人關(guān)注的降落傘方案。這種方案對(duì)降落傘作了改進(jìn)，使它能產(chǎn)生上升彈道，以增大投彈飛機(jī)與原子彈爆炸中心分開的時(shí)間與距離。

航空核彈傘的最大特點(diǎn)是工作可靠性非常高，可以確保投彈飛機(jī)飛到核彈爆炸中心以外的安全區(qū)域，而且降落傘張開速度必須能滿足空投核彈飛機(jī)的飛行速度。美國核彈條令規(guī)定了投彈必須強(qiáng)制減速，以使空投原子彈或氫彈的飛機(jī)獲得足夠的時(shí)間和距離逃離爆炸影響區(qū)，即要求核彈傘張開迅速，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，阻力性能好，而開傘載荷的峰值要低。為此，空投核彈多采用波紋傘(見圖3)。航空核彈傘的另一個(gè)特點(diǎn)是降落傘裝置要有互換性，而且能長期保存，不影響使用。傘的重量要輕、體積小、包裝簡單、維護(hù)要求低和裝卸容易等。

航彈傘

用于轟炸機(jī)空投水雷和魚雷的降落傘，稱為航彈傘，它實(shí)現(xiàn)了水雷和魚雷的快速布設(shè)。

水雷和魚雷降落傘可以降低航空水雷和魚雷的入水速度、改善穩(wěn)定性、提高彈道精度，并保證以一定角度入水。航空水雷和魚雷可以內(nèi)掛或外掛在飛機(jī)上進(jìn)行空投。隨著飛機(jī)性能及水雷和魚雷性能不斷提高，水雷和魚雷的空投速度與空投高度的范圍越來越大，對(duì)降落傘系統(tǒng)性能的要求也就愈來愈高。

水雷和魚雷內(nèi)部裝有自動(dòng)控制儀器，因此，要求水雷和魚雷降落傘開傘沖擊載荷或雷體入水時(shí)的撞水載荷應(yīng)不超過儀器、殼體及連接件等結(jié)構(gòu)所能承受的載荷值。通常水雷傘使水雷入水速度為18～20米／秒，魚雷傘使魚雷入水速度為50～80米／秒。為達(dá)到隱蔽、快速、精確的目的，水雷和魚雷停留在空中的時(shí)間很短。近年來又大力發(fā)展低空與超低空投放的水雷和魚雷，這對(duì)降落傘系統(tǒng)的低空性能提出了更高的要求。水雷和魚雷入水后要實(shí)施攻擊，因此降落傘應(yīng)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，迅速與雷體脫離。水雷和魚雷降落傘必須具有良好的穩(wěn)定性，以保證水雷和魚雷的使用性能。

水雷和魚雷降落傘的共同特點(diǎn)是低空采用一級(jí)開傘，高空均采用二級(jí)開傘。水雷和魚雷由于它們的用途、性能、使用方法不同，因此，它們所使用的降落傘在結(jié)構(gòu)要求、開傘程序等方面也不相同。

飛機(jī)空投水雷時(shí)，利用開傘鋼索的短頭，強(qiáng)制拉斷鎖住傘帽的紫銅絲，傘帽立即脫離，同時(shí)開傘鋼索的長頭強(qiáng)制拉斷傘外袋的封口繩，彈簧引導(dǎo)立即充氣張滿并拉直穩(wěn)定傘，然后引導(dǎo)傘與穩(wěn)定傘分離，而雷體則與張滿的穩(wěn)定傘一起下降。

當(dāng)水雷下降至預(yù)定高度或經(jīng)過預(yù)定的時(shí)間后，自動(dòng)開鎖器工作，打開傘鎖，穩(wěn)定傘拉出內(nèi)袋并拉直主傘系統(tǒng)。同時(shí)，穩(wěn)定傘連同內(nèi)袋與雷體分離，單獨(dú)降落。在主傘充氣過程中，由于底邊有收口繩的約束，先呈“燈泡”形，延遲一定的時(shí)間后，切割器工作，切斷傘衣底邊的收口繩，隨后主傘才最后張滿，使水留穩(wěn)定下降直到入水(見圖4)。入水后，水雷與降落傘自動(dòng)脫離裝置啟動(dòng)工作，傘系統(tǒng)與水雷隨即脫離。圖5、圖6是用于空投水雷的翼傘和花形圓傘。

魚雷降落傘有高空魚雷降落傘和低空魚雷降落傘兩種。高空魚雷降落傘工作過程大致與水雷降落傘相仿，現(xiàn)將低空魚雷降落傘空中工作過程簡介如下。

魚雷離機(jī)后，延遲一定時(shí)間(約1～2秒)，自動(dòng)開傘器工作，打開傘艙蓋，拉出引導(dǎo)傘。引導(dǎo)傘隨即拉脫主傘的傘衣套、主傘空氣張滿，帶著魚雷下降至水面(見圖7)。魚雷頭部觸水瞬間，分離開關(guān)立即工作，主傘脫離，魚雷在水中自動(dòng)轉(zhuǎn)入水平狀態(tài)，實(shí)施攻擊。圖8、圖9是用于空投魚雷的翻邊降落傘和方形帶條傘。

水雷和魚雷傘多由引導(dǎo)傘、穩(wěn)定傘、傘衣套和主傘組成。

引導(dǎo)傘多采用帶彈簧骨架的引導(dǎo)傘。這種結(jié)構(gòu)的引導(dǎo)傘開傘可靠并迅速。穩(wěn)定傘常采用截錐形傘、導(dǎo)向面?zhèn)恪⑿D(zhuǎn)傘或環(huán)縫傘等結(jié)構(gòu)形式。為了保證穩(wěn)定傘的穩(wěn)定性，每具穩(wěn)定傘都應(yīng)在風(fēng)洞中進(jìn)行調(diào)試。傘衣套多采用長傘衣套，以保證主傘開傘有序。

水雷主傘多采用頂部排氣孔面積較大的平面方形傘或底邊收口的平面圓形傘。魚雷主傘則常采用帶條傘、波紋傘及旋轉(zhuǎn)傘等結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的主傘開傘載荷較小。為了保證水雷和魚雷入水后迅速與主傘分離，在連接水雷和魚雷彈體與主傘的連接器里，配置有一見海水就快速溶解的糖塊。

美國馬里蘭州銀泉海軍水面兵器中心提供了一顆1088千克魚雷采用的降落傘系統(tǒng)的參數(shù)，通過這些參數(shù)我們可以了解航彈傘的概貌：減速傘為十字形傘，表面積為1.9平方米，阻力面積為1.7平方米，強(qiáng)度為182千克的傘繩16根，各長3.4米。傘衣用140克／平方米的尼龍材料制造，傘重8千克。最大開傘速度為935千米／小時(shí)，入水速度為46-61米／秒。

我國在20世紀(jì)50年代末開始研制水雷和魚雷的航彈傘，航宇救生裝備有限公司已經(jīng)研制了多種較為先進(jìn)的各類航彈傘。