平行双座军机如何实现弹射跳伞时乘员互不伤害？
弹射救生技术自上世纪中叶开始应用于军用飞机，至今已发展了四代产品。随着军用飞机性能的提高，如何扩大弹射座椅的性能包线，解决不利姿态条件下的救生问题，将座椅的应用范围扩大到飞行员，一直是人们追求的目标，新技术的出现为此创造了条件。
第一代弹射座椅
弹射座椅发展的第一阶段是从20世纪40年代中期到50年代中期。这里形成的第一代弹射座椅是弹道式弹射座椅，即利用滑膛炮原理将人和座椅作为“炮弹”射出座舱，然后通过人和座椅的分离打开救生伞。主要解决飞行员在高速上紧急离场的问题。比如英国的MK.1和MK.5，俄罗斯的米格-15和米格-17上的弹射座椅。
英国的马丁·贝克飞机公司是这一时期的典型代表。该公司首次实现了弹射过程的自动化。为了提高弹射机构的初速度，研制了多级套筒或多弹弹射机构，有助于节省飞行员。
其他国家如前苏联的米高扬飞机设计局也设计了很多弹道弹射座椅。如米格-21飞机的起飞“CK”弹射座椅，利用弹射时座椅与座舱盖的啮合，使最大速度达到1200 km/h。
第二代弹射座椅
弹射座椅发展的第二阶段是从20世纪50年代中期到60年代中期。这个时期的弹射座椅是火箭弹射座椅。其主要特点是采用火箭作为弹射座椅的第二动力。人椅系统在第一动力弹射机构的作用下推出座舱后，火箭继续向上推动人椅系统，使其具有更高的弹道，解决0-0弹射救生问题，并能以更高的飞行速度(1100 km/h)弹射出飞机。
美国公司Talleg将弹射机构和火箭发动机结合在一起，组成火箭弹射器，具有两级动力，体积小，重量轻。至今仍是美国弹射座椅(如ACES)的主要动力装置。
英国马丁·贝克公司采用了另一种组合形式，火箭发动机和弹射机构分开安装，弹射机构保持原来的位置和形式，而火箭包设计成多管并列的扁平组合体，安装在椅盆下，俗称椅下火箭包(简称火箭包)。这种组合形式并不难实现，是目前英国马丁·贝克公司弹射座椅的主要动力形式。
在此期间，为了解决超音速弹射问题，美国投入了大量的人力物力，很多公司参与其中。如罗克韦尔国际有限公司研制的X-15开放式弹射座椅，利用向前延伸的激波杆，将正激波变为斜激波，以减轻人体座椅系统的压力。它可以在33岁时安全地拯救生命。6 km，M=4.0且在0高度，167 km/h的平飞状态下，再比如，美国洛克希德·马丁公司研制的SR-71弹射座椅，曾经在M数大于3.0的情况下，在23774米的高度救过飞行员。经过改装后，这种座椅被用作美国“哥伦比亚”号航天飞机飞行员的紧急救生设备。
另一种超音速救生设备是封闭式弹射座椅和分离式救生舱。其中美国斯坦利航空航天公司为B-58轰炸机研制的封闭式弹射座椅最为成功，麦道公司研制的分离式救生舱最为成功，F-111分离式救生舱。
F-111救生舱不仅具有0-0救生性能，还具有海平面超音速至18500m高度、M=2.5的飞行条件下的救生能力。
统计数据显示，封闭式弹射座椅的救生成功率低于开放式弹射座椅，而分离式太空舱的救生成功率与开放式弹射座椅大致相当。但这两种救生装置由于重量较大(如B-1轰炸机采用分离式密封舱比敞开式弹射座椅增加了2,268kg的飞机重量)，应用并不广泛，其成本和维护费用较高。
第三代弹射座椅
弹射座椅发展的第三阶段始于20世纪60年代中期，一直持续到今天，属于多状态弹射座椅发展时期。其主要特点是采用速度传感器(电子/机械)，在救生程序中根据紧急离机飞行速度的不同采用不同的救生方式，从而缩短低速开伞时间，提高不利姿态下的救生成功率。国外现役飞机装备的弹射座椅大多是第三代弹射座椅。
目前服役的第三代弹射座椅以俄罗斯K-36系列、美国ACESⅱⅱ系列、英国NACES(MK-14)、MK-16为代表。
K-36系列弹射座椅是俄罗斯Star科研生产联合体在60年代中期研制成功的第三代弹射座椅。目前已生产弹射座椅12000余个，在独联体国家已形成通用系列座椅。其突出特点是稳定性和高速性能。根据俄方资料，飞行员在飞行高度1000m，当量空速1350km/h的条件下，仍能成功弹射..尤其是1989年巴黎航展期间，一架K-36座的米格-29飞机因发动机故障失速。在极其不利的条件下，飞行员成功弹射并安全获救，使K-36系列救生装置声名大噪。
90年代初，俄罗斯Star财团在K-36的基础上研制了K-36 д-3.5弹射座椅。这种弹射座椅在水平飞行中的性能包线与K-36系列座椅相同，但在不利姿态条件下的救生性能有了很大提高。比如飞机飞行速度278 km/h，倒飞的最低安全高度从95米降到46米。主要改进有:采用了电子程序控制技术、可控推力技术、火箭发动机反飞切断技术和滚转姿态控制技术，使K-36 д-3.5初步具备了第四代弹射座椅的部分特征，并已列装服役(如苏-30、苏-37)，参与了美国JSF飞机的竞标。
ACES是麦道公司在70年代末研制成功的第三代弹射座椅。目前已生产超过10000套，成为美国空军的系列座机。自该座椅安装并投入使用以来，通过不断改进，其性能得到了提高。
越南战争期间，为了降低飞行员紧急跳伞后被越军俘虏的危险，美国投入巨资实施各种救生方案，如飞行座椅、气球救生系统(PARD)和空气回收系统等。后来由于越南战争结束，这些方案并没有实际应用。
NACES(MK-14)是英国马丁·贝克公司为美国海军研制的通用座椅。安装并投入使用后，PI(预先计划的产品改进)计划就开始了。第三阶段计划采用第四代弹射座椅的技术，使NACES具备第四代弹射救生座椅的基本特征。
MK-16系列座椅是马丁·贝克公司在90年代初研究的新型弹射座椅。
MK-16系列的主要特点是弹射机构和座椅骨架一体化，不仅重量轻，而且结构紧凑。电子程序控制器不仅能感受出机后的信息，还能与飞机的数据总线连接，感受飞机的各种信息，从而实现自动弹射起飞。目前，EF-2000、法国阵风和美国JSF(F-35)已经列装并投入服役。
第四代弹射座椅
第四级弹射座椅的研制实际上是从70年代末开始的，所以和第三级后期交织在一起，并行发展。其主要特点是实现人椅系统出机后的姿态控制，其关键技术是可控推力技术和飞行控制技术。
第四代弹射座椅本质上是一种自动飞行器，主要解决高速弹射救生和不利姿态救生的问题。因为第四代弹射座椅的关键技术风险很大，虽然经过20多年的研究取得了很大进展(如MPES计划、CREST计划、第四代弹射救生技术验证计划等。)，尚未安装并投入使用。
20世纪70年代末，美国第三代弹射座椅ACES列装并投入使用后，又开发了第四代弹射座椅，被称为MPES计划。该方案采用了推力方向可变的球形火箭发动机和微波辐射技术，感受天地温差，指令改变推力方向，使座椅自动导向。技术先进，但当时的微波辐射技术还不够成熟，风险太大，导致计划难以转入型号研制。
1984年，美国开始了为期五年的乘员弹射救生技术(CREST)计划，目标更加先进。其目的是发展一些先进技术，如高速气流保护技术、变推力(方向和大小)技术、飞行控制技术、生命威胁逻辑控制技术等。，以降低乘员弹射死亡和重伤的概率。
为了测试和验证波峰计划，开发了多轴滑轮(MASE)和先进的动态模拟假人(ADAM)。
CREST项目基本成功，一些关键技术(如停滞网格)被证明是成功的。测试设备(如MASE、ADAM等。)将极大地推动未来弹射救生技术的发展。而CREST计划的核心技术(推力大小和方向可变的可控推力技术和飞控技术)还不够成熟，技术风险太大，无法让CREST计划转入工程研制。
为了解决CREST计划中的问题，美国在1993启动了第四代弹射救生技术验证计划。该计划侧重于可控推力技术和飞行控制技术。经过10火箭橇地面验证试验，证明针塞式可控推力技术和惯导飞控技术是可行的，目前已达到型号研制水平。
ACESⅱⅱ和NACES座椅的PI计划将采用第四代弹射救生技术验证计划验证的关键技术，提高座椅的性能，使其具备第四代座椅的基本性能。
我国弹射救生技术的研究起步较晚。50-60年代主要生产前苏联的弹射座椅，如米格飞机系列的弹射座椅。直到20世纪70年代初，才开始研制第二代火箭弹射座椅。目前，自行研制的第三代弹射座椅已经安装并投入使用。
前景
加强第四代弹射救生技术的应用
英美等国现役弹射座椅的标称性能包线为:平飞条件下，飞行高度0 ~ 15000m，飞行速度0 ~ 1100km/h，M≤2.5。事实上，在速度高于550 km/h时，约有43%的弹射人员死亡或重伤，在速度高于km/h时，约有69%的弹射人员死亡或重伤，到目前为止，1100 km/h还没有一次弹射成功，俄罗斯K-36系列座椅的高速性能优于英美等国。
虽然平时高速弹射的概率很小(约1 ~ 2%)，但战时会大大增加。显然，这是一个不容忽视的问题。根据四代机的总体性能要求，下一代弹射座椅的性能包线应扩展到1300 ~ 1400 km/h，M≤3.0。
目前美军标准MIL-S-9479和MIL-S-18471要求弹射座椅在不利姿态条件下的救生性能，不能满足四代机(如F-22)的性能要求。要求下一代弹射救生座椅能在以下不利姿态条件下安全弹射:纵向机动加速度分别为+9g和-3g；横向为3g；；机动速率/姿态:俯仰、偏航和滚转速率大于360°/s；在830 km/h的飞行速度下，存在20°的偏航姿态。
同时，飞机的损坏往往会恶化每次弹射的状态。对于舰载机和垂直短距起降(VSTOL)飞机，上述环境将进一步恶化。
主动弹射座椅的另一个问题是飞行员的范围在扩大。主动弹射座椅是根据第5-95百分位飞行员设计的。从目前的发展趋势来看，不仅要将机组的适用范围扩大到第3至第98百分位，还要考虑女飞行员的范围。比如原来的飞行员体重60 ~ 90公斤。目前可能扩大到42 ~ 111 kg，增加了弹射座椅的研制难度。
扩大乘员的范围，不仅扩大了人体重量和尺寸的范围，还大大增加了人体重心分布和转动惯量的范围。此外，女飞行员对弹射加速度的耐受力低于男性。这些不利因素对弹射救生系统的发展提出了新的挑战。
目前，英美等国已经开始对现有的NACES(MK14)和ACES进行改进。计划对已验证的第四代弹射救生技术进行工程化，使在役座椅具备第四代弹射座椅的基本性能，预计5 ~ 10年内安装并投入使用。
利用新技术提高座椅性能
除了第四代弹射救生技术外，还有一些先进技术将用于弹射座椅的研制，如脊柱预压弹射机构、激光和光纤技术、微波辐射技术、系统仿真技术、计算流体力学(CFD)技术、胶体推进剂等。
美国LME公司研制的椎体预载弹射机构分别为+9g和-3g。在横向为3g的机动飞行条件下，在42 ~ 111 kg裸乘客范围内，能满足安全弹射的要求。
胶体推进剂和销栓式固体推进剂火箭发动机都是为第四代弹射救生技术验证计划研制的。
两种方案都能满足第四代弹射座椅推力可控的要求。后来由于使用固体推进剂的传统习惯，最终选择了销栓式火箭发动机方案。但与固体推进剂相比，胶体推进剂仍有不可替代的优势，比如它可以被高压气体液化，进入喷管后与氧化剂自燃。总之，胶体推进剂还是有发展潜力的。
20多年前，美国的MPES(最大性能弹射座椅)计划使用微波辐射技术来改变推力方向。因为当时技术还不成熟，所以没有进入工程开发。
随着技术的不断发展，这项技术已经到了实用阶段。美国开始探索将该技术应用于弹射座椅的可能性。这是一种无源姿态信号技术，具有无发射器、零部件少、可靠性高、成本低的优点，可以在任何高度工作。
目前国外正在研究将激光和光纤技术应用于弹射座椅信号传输系统的可能性，并取得了很大进展。激光和光纤信号传输系统重量轻，性能裕量大，有现成商品可供选择，无需投资开发新的激光和光纤产品。
为了缩短开发费用和减少试验次数，弹射救生系统的开发采用了系统仿真技术和计算流体力学(CFD)技术。
其他新技术包括新材料(如复合材料、高强度特种纺纱材料等。)和新工艺。这些新技术、新材料和新工艺的应用将进一步推动弹射救生技术的发展。
降低开发成本，改善弹射座椅采购。
要想让弹射座椅不仅有用，好用，而且实惠，就要重视产品的采购研究。英国马丁·贝克公司开发的高级座椅编程器，声称已经使用了商用货架产品，降低了成本。美国为改进ACES而研制的多轴姿态控制装置(MAXPAC)也采用了这一方案。
美国弹射座椅通用规范MIL-PRE-9479D(1996版)不再强调原军用标准的应用，而是参考了美国航空无线电技术委员会(RTCA)、美国汽车工程委员会(SAE)和美国材料与试验学会(ASTM)的通用要求。在不降低弹射座椅产品质量的情况下，可以融入商用产品的市场经济，进一步降低开发和生产成本。
拓展弹射救生技术的应用领域
以前的弹射救生技术主要用于高速飞行的军用固定翼飞机。随着弹射救生技术的不断发展，未来有望向武装直升机、民用飞机和载人飞船发展。
伊拉克战争表明，武装直升机的作用越来越重要，但其救生成功率却不尽如人意。目前只靠降座很难满足直升机救生的要求。
俄罗斯的卡-50武装直升机已经装备了牵引火箭弹射救生系统。预计未来将加强直升机救生系统的发展。
上世纪70年代末，英美等国曾设想过分离救生舱、牵引火箭座、回收全机等多种民用飞机救生方案。由于当时的技术还不够成熟，而且这些方案对飞机的性能、重量、成本都有很大影响，所以这些方案很难工程化。
随着技术的不断发展，民用飞机的救生问题将逐步得到解决，可以预见小型民用公务机救生舱的整体回收或分离将有望在实践中得到应用。
自从苏联1961年前首次实现载人航天以来，太空救生就被提上了日程。
1986年10月28日“挑战号”航天飞机坠毁后，人们一度非常关注太空救生问题，提出了许多救生方案，如分离舱、封闭式弹射座椅、开放式弹射座椅、牵引火箭救生系统等。由于当时服役的航天飞机无法改变太多，最终选择了滑杆救生方案，救生包线很小。
2003年2月1日，哥伦比亚号航天飞机坠毁，7人遇难，可见航天飞机的救生问题亟待解决。预计分离式救生舱有望成为下一代载人飞船的救生装置。
经过几十年的努力，我国弹射救生技术已进入弹射救生装备自主研发行列，自行研制的第三代弹射座椅已安装服役，第四代弹射救生技术的预研工作已经开始。但与国外先进的弹射救生技术相比仍有较大差距。为了缩短与国外的差距，必须选准突破口，加大投入力度，发展具有我国知识产权的先进救生系统，实现跨越式发展。