人体头颈部对高速气流吹袭耐受限度的研究

在高速弹射时,对乘员的最大威胁依然是座椅的不稳定和气流吹袭。本项研究的目的是为人体头颈部对高速气流吹袭的耐限提供医学依据。首先进行了风洞实验,获得了人头颈部的气动数据,实验结果表明,头颈部的气动侧力比气动阻力和升力小得多。根据实验结果,计算了作用在乘员头颈部的气动力随时间变化的曲线。使用动态加载机模拟弹射时气动力随时间的变化历程,对猴头部进行了冲击实验。根据动物头部的冲击实验,通过大体解剖、生理、生化、病理和神经学等多项医学指标的判断,找出了动物脑震荡的判别方法,尤其是采用了特异性很强的生化指标—肌酸激酶脑型同功酶(CK—BB),使得脑损伤的判别,比国内外主要靠大体解剖的方法准确可靠。根据动态加载机对猴头部的冲击实验结果,获得了冲击载荷与损伤的关系,并分成了5种损伤等级。研究了8具新鲜人尸和34只健康猴头颈部组织的生物力学特性之间的关系,证明以猴代人进行头颈部的创伤实验是可行的,为从动物实验过渡到人提供了有力的依据。根据猴的实验结果计算出了在不同高度、不同弹射速度下人体头颈部对高速气流吹袭的损伤等级曲线,并把这一结果和国内外飞机失事调查结果以及有关人体生物力学耐限的研究结果进行对比研究,证明本项研究结果是可靠的。其中的中度伤(轻度脑震荡)符合航空救生的医学要求,可保障乘员安全,建议作为人体头颈部(戴保护盔)对高速气流吹袭的生理耐限。为使用方便,可将当量表速1000km/h 作为其耐限速度。此项研究为制定人体头颈部对高速气流吹袭的耐限提供了比较可的医学依据。

人体上肢高速气流吹袭耐受限度的研究

目的研究人上肢有／无防护时耐受高速气流吹袭限值；为防护装置的设计要求提供试验依据。方法进行了飞行员上肢抗拉耐力研究；采用人尸体、活猕猴上肢开展了模拟气动载荷耐受限度的研究；进行了人尸体、猕猴上肢生物力学特性研究和1／5人椅模型跨超声速风洞试验。结果通过系列的试验研究和国内外资料分析,获得了人上肢有／无防护时耐受高速气流吹袭的限值。结论为高性能战斗机飞行员上肢弹射救生的生理要求及上肢高速气流吹袭防护装置的设计、鉴定和验收提供了实验依据。

人体上肢在限臂板约束下对模拟气动载荷耐受限度的研究

为探讨在弹射座椅上装有限臂板时人体上肢对气流吹袭的耐受限度，使用弹簧驱动的撞击试验机，对１３具人尸体上肢和７只活猴的上肢进行冲击试验。获得了在限臂板约束下，冲击力、肘关节力矩与上肢损伤的关系；获得了关节生物力学特性曲线与临床损伤的分级关系，探讨了从人尸体、猴的实验结果换算到活人的可行性。结果表明，在限臂板防护下，上臂的耐限比前臂的高；人体前臂冲击力安全限为１．２６ｋＮ，肘关节力矩为１７９．５Ｎｍ。

上肢气流甩打伤的机理及其防护的分析

本文对上肢在高速气流吹袭下的致伤机理进行了分析,提供了计算稳态弹射时上肢防护约束力的约束方程组。根据这一约束方程组,我们计算了在握扶手和拉中央环两种弹射姿态下,上肢的最小约束力。计算结果表明,上肢的最小约束力的施加部位在临近肘关节和腕关节的上方不远处。文章最后讨论了对上肢防护装置的要求,以及上肢挡臂板的设计和最佳弹射姿态问题。