由于人体的耐受能力所限,单纯的加压呼吸并不能让人在高空环境中坚持太久;即使加压程度仅有29.4毫米汞柱时,人体也只能耐受3分钟时间。要使飞行员能更有效的吸收氧气,坚持更长的时间;仅有向肺部施加的体内压力是不够的,还必须要从身体外部也建立起一个对抗性的压力进行代偿。尤其是低压带来的危害还不仅仅是缺氧,就算是为了抵御各种减压疾病带来的危害,人体外部增压措施也是必不可少的。
正是因为这些原因,即使是后来发展出了增压座舱技术,更早出现的增压防护服装技术也依然同时保留使用着。只有在增压防护服装的支持下,飞行员才能克服加压呼吸带来的负面生理反应并采用更高的压力,让身体更有效率的吸收氧气,并在高空中支持更长的时间。
五.贴身的气密座舱:全压服
一般来说,在座舱压力正常时,增压防护服装并不会充气,以保证飞行员的灵活舒适;只有在座舱泄露减压,或者弹射跳伞时,服装才充气增压以保证飞行员生命安全。但是增压防护服装和配套设备始终面临着一个问题:那就是防护能力越好,覆盖体表的面积也必然越大。
覆盖体表的面积越大,意味着飞行员受的束缚越大,视野也就越狭窄,动作幅度和敏捷程度越小,尤其是越来越无法有效散热。所以实际上战斗机飞行员一般至少有两到三种以上的防护服装备用,根据飞行任务的高度选择合适的防护性能;或者说,在保证安全的情况下尽可能的追求舒适灵活。

SR-71飞行员穿着的服装看起来非常像宇航服
在20000米附近、或者更大高度进行较长时间飞行时,飞行员必须要穿着由橡胶等不透气材料制成的密闭防护服装;由于它的加压范围包括了全部的整个人体,因此又被称为全压服。比如巡航高度24000米的SR-71就是如此。全压服实际上就是一个小型化的、完全贴身包裹的气密增压座舱;飞机不断向服装内输送氧气和空气,以气体为介质对人体均匀的施加压力。全压服不仅看起来很像宇航服,从发展历史上说它就是宇航服的亲爹。即使是座舱出现泄露,全压服在充气以后也可以保证飞行员继续长时间飞行,直到任务完成。
全压服在飞行员颈部位置是密封的,并由此分成密闭头盔和壳体两个主要部分,通过看起来很像大号项圈的气密轴承进行连接,使头盔可以转动——在肘膝等关节处也有类似的设计。头盔又以飞行员面部轮廓为界进行了密封,面部提供呼吸用的氧气,头盔的后部和壳体则用飞机提供的压缩空气进行通风。
高度密闭使全压服极其闷热,而充气以后的体积膨大、发硬则会使得飞行员的动作相当费力、碍事。但这两种特性也使全压服的抗浸、漂浮和保温性能非常出色,飞行员即使掉入水中也很难溺毙或者冻死;由于具备非常优越的海上救生功能,因此也常常用于海上飞行。
六.压力均衡才能更好的呼吸氧气:代偿服
对于在18000米和以上高度只能短暂停留的绝大多数战斗机来说,即使是要进行最大高度的飞行,全压服也一样过于累赘。一旦飞行任务要求在15000~16000米以上的飞行高度,战斗机飞行员最普遍的选择还是密闭头盔与高空代偿服。由于这类组合只针对人体的呼吸道和体表的一部分进行加压,又被称为分压服。

苏27配备的BKK-15K气囊式代偿服
代偿服的主要结构有气囊式和侧管式两种。气囊代偿服的原理最好理解,它在衣服里藏了多个扁平的气囊包裹住飞行员的躯干肢体,充气以后直接挤压人体表面。这种代偿服的优点是加压均匀,穿脱快速方便。尤其是胸背处的气囊和供氧管道相通,飞行员吸气使胸腔扩张时外部压力自然降低,而呼气使胸腔收缩时外部压力自然增高;胸腔外压力的协调变化大大降低了飞行员呼吸时对于胸腹肌肉发力的要求。
这种服装可以使飞行员耐受一个小时以上的加压呼吸而不疲劳,但由于气囊本身必然是不透气的,穿着以后的闷热程度也就仅次于密闭服——这使它的耐力优势很难体现出来。不过在采用强制通风设计,由座舱提供压缩空气向衣服内强制通风以后,气囊式代偿服的主要缺点已经被大幅缓解了。
这使它不仅在西方占据了主流地位,就连苏联也在研制苏27的过程中改弦更张,转而开发了BKK-15K气囊式代偿服。不过BKK-15K主要用于降低高度逃生的过程中给飞行员提供数分钟安全暴露时间,因此它的气囊覆盖面积较小防护能力也较弱,只允许飞行员在20000米高度停留1分钟时间,12000米高度上停留3分钟时间。

美军的侧管代偿服,充气隆起的侧管和被绷紧的布面清晰的展现了工作原理
我国由于各种既成的历史因素,比如使用、仿制苏联早期设备形成的思维依赖等,长期以来的代偿服设计都是以侧管式为主。侧管式代偿服由美国空军在20世纪40年代发明,因为它在躯干、四肢的侧面设置拉力管而得名。
拉力管实际上就是个管型的气囊,被设置在服装躯干和四肢部分的侧面,通过缠绕的张紧带与服装主体连接。随着拉力管充气膨胀变大,张紧带外露并连接服装主体的部分也随之缩短;这就使服装布面不断收紧,勒压人体的表面提供足够的压力。由于没有不透气的气囊覆盖体表,侧管式代偿服在闷热方面的负面影响是最小的;但是布料本身没有弹性,这让它的贴身适应性上很不友好,需要针对每一个飞行员的体型进行详细的订制和调整才能实现相对均匀的施压——比如那些看起来繁多琐碎的绳头就是调节绳。
侧管式代偿服在使用上尤其麻烦,为了让布面收缩适应人体复杂的外形曲面,它设置了很多条缝隙和拉链。气囊式代偿服在穿脱方面基本上和普通服装差不多,熟练的飞行员可以在十几秒甚至几秒内就完成。而追求较好腹部增压效果的侧管式代偿服甚至连由飞行员独立穿脱都做不到——它的三条主拉链只能开在肩膀和背上。但最为致命的一点是,侧管代偿服在胸腹部的加压上非常死板,对人体加压呼吸的耐力消耗非常大,一般来说数分钟以后飞行员就会感觉到疲劳。
代偿服的基本原理都是相同的,不同高度适用型号的差别来自于覆盖体表的多少。比如高空代偿服不仅完整的覆盖了躯干与四肢,而且有配套的代偿手套和代偿袜。当飞行高度更低一些的时候,飞行员的穿着又可以进一步简化。首先取消的往往是手臂部分,以使飞行员能更灵活的操纵飞机中的各种操纵杆和按钮;比如在15000~16000米以下飞行,飞行员就只需要戴加压供氧面罩和高空代偿背心;而飞行高度在12000米以下时,就连代偿服都可以不要了。
