飞行员防护服面料性能与特征

王 慧 王子琦 杨 健 秦绍瑞 史崇硕

（1.45沈阳航空航天大学，辽宁 沈阳 110000；2.辽宁壮龙无人机科技有限公司，辽宁 沈阳 110000；3.辽宁通用航空研究院，辽宁 沈阳 110000）

目前我国在各个领域飞行员救生装备中都取得了一定的研究成果，无论是服装还是头盔等类型对于材料的要求都较高，本文主要介绍了服装产品方面的性能特征与注意事项。为了进一步分析飞行员防护服面料性能与防护能力之间的关系，现就飞行员防护服面料基本性能要求介绍如下。

1 飞行员防护服面料基本性能要求

1.1 比重小

在进行飞行员防护服面料设计时，良好的比重控制水平是其基本性能要求之一。在功能满足的条件下，越轻的材料越容易得到设计者的青睐。在进行原有产品的改进与新产品研发时，往往都需要考虑到比重问题。一般来说，对于大多数衣面材料而言，选择耐高温的阻燃织物是最为有效的方式。相比之下，棉丝的比重一般为1.04左右，而聚丙烯纤维可能更轻但是综合性能不如棉丝，所以棉丝在现代飞行员防护服面料中的地位相对较高。另外，除去丙烯纤维与聚乙烯纤维之外，这种材料还具有耐高温阻燃的特点，这样一来在服装设计完成后需要减轻配重时可以选择这种材料代替一部分材料，所以该材料在任何时期都具有广泛的应用空间。

1.2 强度高

强度是机械性能的总称，在常规的服装设计中我们或许不需要考虑到强度的问题，但是对于飞行员防护服的设计与研发则必须考虑该问题。在确保服装安全性能方面，良好的强度是确保飞行员身体抗冲击能力的关键。在抗负荷方面，选择冲入一定的气压来让其正常工作可以获得不错的效果。除此之外，由于服装本身结构可能存在不规则的问题，所以在进行设计加压时有可能导致部分部位的应力过于集中而出现受力过大的情况，这样一来会影响飞行员身体甚至会导致拉伤和生命危险。由此可见，良好的强度也是面料材料选择中必须关注的问题之一。

1.3 伸长率

材料伸长率是选择防护服面料时另外一个重要的基本性能，该性能主要影响到服装的延展性与膨胀速度。在产品工作过程中，一旦冲入气体就会导致其逐渐膨胀起来，此时服装的体积也会逐渐增加，此时人体表面的机械压力也会增大，服装的性能就会体现出来。在服装的衣面伸长率较大的情况下，其能够降低对人体表面的压力，从而获得更高的穿着舒适度。根据相关实验结果证实，服装加压后织物的平均伸长率一般都超过10%，所以此时服装在不同的高度中的保护性都会受到显著的影响，在管式抗荷服方面其抵抗负荷的能力会下降15%左右，这会导致安全性能下降。为了降低该问题所带来的安全隐患，就可以选择一些纺织材料来代替原有的材料，降低材料的整体伸长率，不过这些材料对于气密性要求较高，所以如何添加和使用还需要进行综合考虑。

1.4 防水透湿性能

全球有四分之三是海洋，随着飞机运行范围的不断扩大，目前海洋坠机事件也变得越来越普遍。在海上营救活动中，良好的防水性能将成为飞行员成活的关键。根据相关调查结果显示，我国北部的海域中常见海面的表面温度低于平均15℃，这也导致了飞行员海上救援中冰冷的海水会对其造成致命的打击。从统计角度上来看，大多数飞行员在坠机时如果没有立刻死亡，那么由于冰冷海水导致冻僵的情况远远多于窒息死亡的案例。在防水透湿性能的设计方面，做好密封处理并选择透气性强、防水性能强的面料对于保护飞行员的生命安全十分关键。

2 飞行员防护服面料性能与防护能力的关系

2.1 耐老化性能设计

耐老化性能也是服装设计中必不可少的一个重要环节。一些高分子材料在长期使用时难免会受到多种外部因素的影响导致性能下降，而这种现象我们称之为材料老化。再出现材料老化后，材料的性能就会下降，同时其原本可以发挥的功能就会表现的不完整，长此以往使用的期限就会下降，甚至会导致在正常使用中出现问题。结合耐老化性能设计的需求，材料的多种性能都会与其具有密切的关系，比如说材料的耐光性能、耐热性能以及耐磨损与耐氧化的性能等等都会与其相关。

2.2 阻燃耐高温设计

全球各地的纺织品在爆炸、火灾等情况中出现起火导致伤亡的情况屡见不鲜，在一些航空救援活动中也出现过这样的问题，从客观上来看，大多数的飞行员都不会在碰撞中受到致命伤，真正会导致飞行员生命安全受到危险的因素时逃离时局部温度超过1200℃的高温，在高温环境中飞行员着陆时间以及脱离能力将成为其生还的关键。根据美国空军相关技术报道情况来看，采用阻燃救生服后，飞行员被烧伤的概率大幅度的降低，而在使用阻燃救生服之前，每100名坠毁飞机的飞行员中就有超过30名是由于高温温度丧生。由此可见，阻燃耐高温设计在面料性能中十分重要，是守护飞行员安全的生命线。在衣面材料的阻燃性能调整中，选择的材料还需要综合考虑到其他性能的影响。

2.3 防辐射设计

防辐射设计是一个附加设计，其主要是由于飞行员所处的特殊环境所决定的。在飞机的使用过程中，飞行机舱中具有多种类型的仪表与仪器，这些设备虽然种类不同，但是电磁能源都会成为辐射源。在电磁辐射的频段选择方面，主要覆盖了大部分的频段，随着近些年来各种新型设备的使用变得越来越广泛，电磁辐射带来的危害也在持续增加。从客观上来看，电磁辐射属于一种重要的污染，属于噪声、水污染以及空气污染之后最大的污染类型。在长期处于电磁辐射环境当中时，飞行员会收到不同程度的损伤，其神经系统、心血管系统以及生殖系统都会收到伤害。其中，心脏与眼睛都是飞行员工作中必须使用的系统，这些系统同时也是对于辐射较为敏感的系统。尽管在最初的防护服设计中对于电磁防辐射设计的重视程度不高，但是结合实际实验结果来看，电磁场会带来较高强度的持续辐射，可能会引发飞行员各种不适，包括头疼、周身疼痛以及疲倦和失眠等问题，同时还会给一些飞行员带来部分功能紊乱以及贪睡的情况，严重影响正常执行任务。在心电图监测中还发现辐射给人体带来的其他身心损伤。由此可见，防辐射设计与飞行员安全防护也具有密切的关系。

3 飞行员防护服面料性能的发展趋势

飞行员防护服面料性能的选择与防护效果具有密切的关联。本文重点分析了飞行员防护服中各种性能与特征，同时对其余防护之间的关系近些了解析。飞行员防护服面料的性能发展与时代和战争的要求具有密切的关联，其体现出以下几个方面的特性：

3.1 综合安全性

在传统的防护服设计中往往会着重解决某个方面的性能要求，而其他的性能都是作为辅助功能来实现的。但是，随着时代的不断发展，目前技术也向着综合安全性的角度进步，也就是说，可能会出现削弱某几个功能来强化其他功能的可能性，这对于设计者而言是一个前所未有的挑战，但是综合安全性更强的服装显然具有更强的安全性，对于飞行员的生命保护也更为周全。

3.2 性能协调性

性能协调性是防止出现性能冲突的关键。在进行材料选择与优化设计时可能会出现不同的性能冲突的问题，比如说较强的弹性会影响到加工成型，而舒适性与透水性具有矛盾关系等等。在处理矛盾关系提升性能协调性时，往往需要做好材料选择与技术研发，通过新材料综合性能优秀的特征来取代原有的材料，提升综合性能指标，实现性能协调的要求。

3.3 不断完善

科学技术在不断发展，各种新材料、新工艺的出现都会为飞行员防护服的设计与强化带来变革。未来飞行员防护服的设计与研发也会向着不断完善的角度继续前进，通过完善细节规划，选择新技术，新工艺来提升防护水平，满足现代战争的要求，更好的保护飞行员的生命健康安全，为社会主义现代化建设、提升国防先进性创造条件。

4 结论

综上所述，飞行员在高空飞行和作战任务过程中往往会面临各种各样的环境与危险，做好防护服的设计与优化工作能够最大程度降低危险发生的概率，同时可以确保面料的整体稳定性，对于更好的发挥出其技术能力，出色完成战斗任务创造条件。除此之外，在出现意外事故比如坠机等问题时，高质量的防护服还可以延长飞行员的等待救援的安全时期，变相增加了生存能力，为飞行员的生命健康安全奠定了基础。