飛行員防護(hù)服面料性能與特征

王 慧 王子琦 楊 健 秦紹瑞 史崇碩

（1.45沈陽航空航天大學(xué)，遼寧 沈陽 110000；2.遼寧壯龍無人機(jī)科技有限公司，遼寧 沈陽 110000；3.遼寧通用航空研究院，遼寧 沈陽 110000）

目前我國在各個領(lǐng)域飛行員救生裝備中都取得了一定的研究成果，無論是服裝還是頭盔等類型對于材料的要求都較高，本文主要介紹了服裝產(chǎn)品方面的性能特征與注意事項。為了進(jìn)一步分析飛行員防護(hù)服面料性能與防護(hù)能力之間的關(guān)系，現(xiàn)就飛行員防護(hù)服面料基本性能要求介紹如下。

1 飛行員防護(hù)服面料基本性能要求

1.1 比重小

在進(jìn)行飛行員防護(hù)服面料設(shè)計時，良好的比重控制水平是其基本性能要求之一。在功能滿足的條件下，越輕的材料越容易得到設(shè)計者的青睞。在進(jìn)行原有產(chǎn)品的改進(jìn)與新產(chǎn)品研發(fā)時，往往都需要考慮到比重問題。一般來說，對于大多數(shù)衣面材料而言，選擇耐高溫的阻燃織物是最為有效的方式。相比之下，棉絲的比重一般為1.04左右，而聚丙烯纖維可能更輕但是綜合性能不如棉絲，所以棉絲在現(xiàn)代飛行員防護(hù)服面料中的地位相對較高。另外，除去丙烯纖維與聚乙烯纖維之外，這種材料還具有耐高溫阻燃的特點，這樣一來在服裝設(shè)計完成后需要減輕配重時可以選擇這種材料代替一部分材料，所以該材料在任何時期都具有廣泛的應(yīng)用空間。

1.2 強(qiáng)度高

強(qiáng)度是機(jī)械性能的總稱，在常規(guī)的服裝設(shè)計中我們或許不需要考慮到強(qiáng)度的問題，但是對于飛行員防護(hù)服的設(shè)計與研發(fā)則必須考慮該問題。在確保服裝安全性能方面，良好的強(qiáng)度是確保飛行員身體抗沖擊能力的關(guān)鍵。在抗負(fù)荷方面，選擇沖入一定的氣壓來讓其正常工作可以獲得不錯的效果。除此之外，由于服裝本身結(jié)構(gòu)可能存在不規(guī)則的問題，所以在進(jìn)行設(shè)計加壓時有可能導(dǎo)致部分部位的應(yīng)力過于集中而出現(xiàn)受力過大的情況，這樣一來會影響飛行員身體甚至?xí)?dǎo)致拉傷和生命危險。由此可見，良好的強(qiáng)度也是面料材料選擇中必須關(guān)注的問題之一。

1.3 伸長率

材料伸長率是選擇防護(hù)服面料時另外一個重要的基本性能，該性能主要影響到服裝的延展性與膨脹速度。在產(chǎn)品工作過程中，一旦沖入氣體就會導(dǎo)致其逐漸膨脹起來，此時服裝的體積也會逐漸增加，此時人體表面的機(jī)械壓力也會增大，服裝的性能就會體現(xiàn)出來。在服裝的衣面伸長率較大的情況下，其能夠降低對人體表面的壓力，從而獲得更高的穿著舒適度。根據(jù)相關(guān)實驗結(jié)果證實，服裝加壓后織物的平均伸長率一般都超過10%，所以此時服裝在不同的高度中的保護(hù)性都會受到顯著的影響，在管式抗荷服方面其抵抗負(fù)荷的能力會下降15%左右，這會導(dǎo)致安全性能下降。為了降低該問題所帶來的安全隱患，就可以選擇一些紡織材料來代替原有的材料，降低材料的整體伸長率，不過這些材料對于氣密性要求較高，所以如何添加和使用還需要進(jìn)行綜合考慮。

1.4 防水透濕性能

全球有四分之三是海洋，隨著飛機(jī)運行范圍的不斷擴(kuò)大，目前海洋墜機(jī)事件也變得越來越普遍。在海上營救活動中，良好的防水性能將成為飛行員成活的關(guān)鍵。根據(jù)相關(guān)調(diào)查結(jié)果顯示，我國北部的海域中常見海面的表面溫度低于平均15℃，這也導(dǎo)致了飛行員海上救援中冰冷的海水會對其造成致命的打擊。從統(tǒng)計角度上來看，大多數(shù)飛行員在墜機(jī)時如果沒有立刻死亡，那么由于冰冷海水導(dǎo)致凍僵的情況遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于窒息死亡的案例。在防水透濕性能的設(shè)計方面，做好密封處理并選擇透氣性強(qiáng)、防水性能強(qiáng)的面料對于保護(hù)飛行員的生命安全十分關(guān)鍵。

2 飛行員防護(hù)服面料性能與防護(hù)能力的關(guān)系

2.1 耐老化性能設(shè)計

耐老化性能也是服裝設(shè)計中必不可少的一個重要環(huán)節(jié)。一些高分子材料在長期使用時難免會受到多種外部因素的影響導(dǎo)致性能下降，而這種現(xiàn)象我們稱之為材料老化。再出現(xiàn)材料老化后，材料的性能就會下降，同時其原本可以發(fā)揮的功能就會表現(xiàn)的不完整，長此以往使用的期限就會下降，甚至?xí)?dǎo)致在正常使用中出現(xiàn)問題。結(jié)合耐老化性能設(shè)計的需求，材料的多種性能都會與其具有密切的關(guān)系，比如說材料的耐光性能、耐熱性能以及耐磨損與耐氧化的性能等等都會與其相關(guān)。

2.2 阻燃耐高溫設(shè)計

全球各地的紡織品在爆炸、火災(zāi)等情況中出現(xiàn)起火導(dǎo)致傷亡的情況屢見不鮮，在一些航空救援活動中也出現(xiàn)過這樣的問題，從客觀上來看，大多數(shù)的飛行員都不會在碰撞中受到致命傷，真正會導(dǎo)致飛行員生命安全受到危險的因素時逃離時局部溫度超過1200℃的高溫，在高溫環(huán)境中飛行員著陸時間以及脫離能力將成為其生還的關(guān)鍵。根據(jù)美國空軍相關(guān)技術(shù)報道情況來看，采用阻燃救生服后，飛行員被燒傷的概率大幅度的降低，而在使用阻燃救生服之前，每100名墜毀飛機(jī)的飛行員中就有超過30名是由于高溫溫度喪生。由此可見，阻燃耐高溫設(shè)計在面料性能中十分重要，是守護(hù)飛行員安全的生命線。在衣面材料的阻燃性能調(diào)整中，選擇的材料還需要綜合考慮到其他性能的影響。

2.3 防輻射設(shè)計

防輻射設(shè)計是一個附加設(shè)計，其主要是由于飛行員所處的特殊環(huán)境所決定的。在飛機(jī)的使用過程中，飛行機(jī)艙中具有多種類型的儀表與儀器，這些設(shè)備雖然種類不同，但是電磁能源都會成為輻射源。在電磁輻射的頻段選擇方面，主要覆蓋了大部分的頻段，隨著近些年來各種新型設(shè)備的使用變得越來越廣泛，電磁輻射帶來的危害也在持續(xù)增加。從客觀上來看，電磁輻射屬于一種重要的污染，屬于噪聲、水污染以及空氣污染之后最大的污染類型。在長期處于電磁輻射環(huán)境當(dāng)中時，飛行員會收到不同程度的損傷，其神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)以及生殖系統(tǒng)都會收到傷害。其中，心臟與眼睛都是飛行員工作中必須使用的系統(tǒng)，這些系統(tǒng)同時也是對于輻射較為敏感的系統(tǒng)。盡管在最初的防護(hù)服設(shè)計中對于電磁防輻射設(shè)計的重視程度不高，但是結(jié)合實際實驗結(jié)果來看，電磁場會帶來較高強(qiáng)度的持續(xù)輻射，可能會引發(fā)飛行員各種不適，包括頭疼、周身疼痛以及疲倦和失眠等問題，同時還會給一些飛行員帶來部分功能紊亂以及貪睡的情況，嚴(yán)重影響正常執(zhí)行任務(wù)。在心電圖監(jiān)測中還發(fā)現(xiàn)輻射給人體帶來的其他身心損傷。由此可見，防輻射設(shè)計與飛行員安全防護(hù)也具有密切的關(guān)系。

3 飛行員防護(hù)服面料性能的發(fā)展趨勢

飛行員防護(hù)服面料性能的選擇與防護(hù)效果具有密切的關(guān)聯(lián)。本文重點分析了飛行員防護(hù)服中各種性能與特征，同時對其余防護(hù)之間的關(guān)系近些了解析。飛行員防護(hù)服面料的性能發(fā)展與時代和戰(zhàn)爭的要求具有密切的關(guān)聯(lián)，其體現(xiàn)出以下幾個方面的特性：

3.1 綜合安全性

在傳統(tǒng)的防護(hù)服設(shè)計中往往會著重解決某個方面的性能要求，而其他的性能都是作為輔助功能來實現(xiàn)的。但是，隨著時代的不斷發(fā)展，目前技術(shù)也向著綜合安全性的角度進(jìn)步，也就是說，可能會出現(xiàn)削弱某幾個功能來強(qiáng)化其他功能的可能性，這對于設(shè)計者而言是一個前所未有的挑戰(zhàn)，但是綜合安全性更強(qiáng)的服裝顯然具有更強(qiáng)的安全性，對于飛行員的生命保護(hù)也更為周全。

3.2 性能協(xié)調(diào)性

性能協(xié)調(diào)性是防止出現(xiàn)性能沖突的關(guān)鍵。在進(jìn)行材料選擇與優(yōu)化設(shè)計時可能會出現(xiàn)不同的性能沖突的問題，比如說較強(qiáng)的彈性會影響到加工成型，而舒適性與透水性具有矛盾關(guān)系等等。在處理矛盾關(guān)系提升性能協(xié)調(diào)性時，往往需要做好材料選擇與技術(shù)研發(fā)，通過新材料綜合性能優(yōu)秀的特征來取代原有的材料，提升綜合性能指標(biāo)，實現(xiàn)性能協(xié)調(diào)的要求。

3.3 不斷完善

科學(xué)技術(shù)在不斷發(fā)展，各種新材料、新工藝的出現(xiàn)都會為飛行員防護(hù)服的設(shè)計與強(qiáng)化帶來變革。未來飛行員防護(hù)服的設(shè)計與研發(fā)也會向著不斷完善的角度繼續(xù)前進(jìn)，通過完善細(xì)節(jié)規(guī)劃，選擇新技術(shù)，新工藝來提升防護(hù)水平，滿足現(xiàn)代戰(zhàn)爭的要求，更好的保護(hù)飛行員的生命健康安全，為社會主義現(xiàn)代化建設(shè)、提升國防先進(jìn)性創(chuàng)造條件。

4 結(jié)論

綜上所述，飛行員在高空飛行和作戰(zhàn)任務(wù)過程中往往會面臨各種各樣的環(huán)境與危險，做好防護(hù)服的設(shè)計與優(yōu)化工作能夠最大程度降低危險發(fā)生的概率，同時可以確保面料的整體穩(wěn)定性，對于更好的發(fā)揮出其技術(shù)能力，出色完成戰(zhàn)斗任務(wù)創(chuàng)造條件。除此之外，在出現(xiàn)意外事故比如墜機(jī)等問題時，高質(zhì)量的防護(hù)服還可以延長飛行員的等待救援的安全時期，變相增加了生存能力，為飛行員的生命健康安全奠定了基礎(chǔ)。