實錘!換發後的殲20機動性將超過F22,長頸鹿竟成意外大功臣

2018年珠海航展上，矢量動力殲10那空中驚鴻舞一樣的完美機動瞬間折服了國人並震驚世界，然而很多人也會由此產生疑問：在落葉飄、眼鏡蛇等高過載機動下，飛行員在這種條件下又是如何準確避免自己無法動彈並做出準確敏捷的操縱呢？這就要歸功於長頸鹿了，這種優雅美麗又溫柔的動物不但是世界上最高的動物，也是人類仿生學的典型參考對象。

過載飛行時，紅視和黑視是飛行員面臨的一大危險隱患

一般人也會感受到過載這種現象，例如乘坐電梯上下啟動和停止的瞬間，所有人都會感到血液上湧或向下肢方向活動，這就是最輕微的反應。而在遊樂場體驗過山車，蹦極模擬或大擺錘時這種反應就明顯的多，雖然這種高度刺激的活動會讓一些人由此瞬間分泌大量腎上腺激素以至於十分暢快，但也有不少人會感到難以忍受。而戰鬥機飛行員或航天員在瞬間就會感受到9-10倍重力加速度的過載，其壓力可想而知，而由此就出現經常困擾他們的紅視和黑視現象。例如黑視就是在飛行員駕駛戰機上仰快速拉升時，巨大加速度和慣性會讓飛行員頭部血液向下流動導致腦部缺血，這時眼前會一片漆黑手腳麻木，這種現象直到過載結束後一段時間才會結束。由於這段時間很可能還會讓人失去意識，所以時間稍長就很可能導致機毀人亡！而紅視則相反，即戰機俯衝時飛行員下肢血液湧向頭部，視網膜受到此影響後除了一片血紅色什麼也看不見，如果情況嚴重甚至會導致眼球永久性損傷甚至腦出血，無疑也很可能出現嚴重事故。

現代的抗荷服已經發展到一體化的水平

從螺旋槳時代開始，各國就開始注意到這一問題並開始了針對性解決方案。首先，飛行員必須有健壯體魄，例如各國戰鬥機飛行員都要進行高強度仰臥起坐、跳繩和長跑來維持肌肉、肺活量和骨質量。根據研究仰臥起坐可以提高肌肉比例，增強腹肌對血液的控制進而延長過載時血液循環時間，避免血液慣性流動以最大限度延遲黑視。根據美軍研究，肌肉越發達的人黑視概率出現也更低。而長跑則有助於提高心肺機能，這可以確保飛機大動作機動時飛行員可以得到更多氧氣維持各器官以儘量避免黑視。而跳繩則有助於讓肌肉張力長時間維持高狀態，最終增厚骨外層密度進而提高整體的骨骼韌性，同時身體各個關節也會更為靈活協調，最終有助於血液可控性循環。然而隨著戰機技術性能進步，單純依靠鍛鍊提升人體自身調節力無疑局限性較大，所以飛行服外的抗荷服也由此應運而生。抗荷服嚴格意義上應當稱為抗荷褲，因為它沒有上衣，其結構由尼龍材料構成，其原理就是大過載飛行時可以通過充氣方式將飛行員下肢緊緊束縛，阻止血液湧入下身進而維持腦補血液供應。根據研究抗荷服可以讓飛行員的抗過載能力提高1.6倍重力加速度，而不穿抗荷服出現黑視的可能性可超過90%！

長頸鹿的身體結構給科學家重要啟示，由此發明了抗荷服

而抗荷服就是人類通過對長頸鹿的研究而發明的成果，長頸鹿作為目前世界最高的陸地動物，頭部和心臟距離往往達到2-3米，其重達十公斤的心臟可能產生300毫米汞柱的收縮壓，其每分鐘跳動達到150次，這種為大腦供血的生理結構讓長頸鹿按照人類標準看屬於絕對的高血壓，正常情況下高血壓患者劇烈運動時很快就會頭暈甚至出現危險，而且長頸鹿口渴時低頭喝水時幾乎相當於人類倒立，很快就會導致腦充血而十分不舒服。然而長頸鹿不但十分敏捷，長跑水平甚至超過獅子，而且低頭喝水時也沒有任何不良反應。這主要是由於其生理結構導致的，因為長頸鹿的表皮很厚甚至獅子都難以咬穿，而且其血管附近還有極為發達的肌肉，可以和厚皮一道能有效壓縮血管控制血流量，不但可以限制血液到下肢聚集也可以協助下肢血液向上流，這就避免了血壓發生劇烈變化。另外長頸鹿低頭時，靜脈內類似閥門的瓣膜還會自動關閉，猶如一個單向閥，這就避免了腦血管壓力過大。所以動物學家很快結合現代科技，最終形成了抗荷服。早期抗荷服是充氣模式，即發生過載時氣泵會向氣囊中充氣壓迫血管，避免血液大量流動，極大避免了紅視和黑視，但充氣式也存在反應速度慢的弱點，所以後來又出現了充液抗荷服。隨著戰機高空性能的提升，高空代償服也應運而生，它是在飛機密閉性破壞或飛行員跳傘後提供氧氣以防止因缺氧和人體內外壓力不足導致肺受損。而今，抗荷服已經發展到了一體化、通風和代償三位一體的水平。

充氣式抗荷服的工作原理

相比於充氣抗荷服，液體抗荷服帶來的進步是顯而易見的，因為現代化戰爭中飛行員必須幾秒鐘內就做出準確判斷，但此時巨大過載下往往會分散飛行員的精力進行充氣作業，這就難免讓本就處於腦力體力和心理抗壓極限的飛行員影響其執行任務的效率。而液體抗荷服就可以讓飛行員省略了抗荷動作，從而更為集中精力。根據測試研究，即使沒有輔助呼吸系統協助，身著液體抗荷服的飛行員也可以在飛行模擬實驗室中成功接受了12倍重力加速度測試。同樣的高過載飛行時他們的胳膊還能活動自如，身著在8-9G過載時他們還可以飲食和自如通話，結束測試後疲憊度也要低得多。人民空軍最初的抗荷服和很多其他武器設備一樣參考了蘇聯同類的技術，又在該基礎上研發了多種不同的充氣抗荷服。進入新世紀後新型戰機的性能也讓空軍對新型抗荷服的需求呼聲日益提高，例如殲10的最大過載達到9-10G，過載增長率6-10G/秒，其持續時間可達45秒，傳統的抗荷服自然難以滿足需求。

矢量動力殲10也體現了中國新型抗荷服的水平

隨著殲16服役，中國新型的一體化抗荷服也研發成功，它不但融合了高空缺氧代償能力和通風散熱功能，而且簡化了結構和操縱方式，抗荷效果也有提高。測試表明這種抗荷服在飛行員進行抗荷正壓呼吸和腿部適當緊張時可以達到9G防禦能力，其水平不亞於美軍現役的EAGLE和ATAGS兩種抗荷服。而殲20這種五代戰機的服役，對抗荷服的需求也有了新的變化，從目前資料顯示中國最新的液體抗荷服已經具備了低重量，抗荷敏銳，散熱快且舒適的特點，測試中4-5G過載時飛行員可以徹底放鬆，9-10G大過載時能迅速恢復正常，對正壓呼吸系統的需求也大幅降低。進行離心機測試時，甚至在15G驚人過載時也能讓飛行員頭腦清醒，從這種情況來看殲20很可能在換發後已具備了更勝美軍F22的超音速機動性，而且從其性能來看未來中國採用電磁彈射起飛作業的航母也多半會配備超強機動性的五代戰機，新型液體抗荷服也將成為中國未來艦載機飛行員的標配。