四、中国三代半/第四代弹射座椅的研制情况
中国的四代弹射座椅研制开始较晚，主要是因为我们长期缺乏不利姿态弹射的试验手段。
第一篇谈到过，我兔在1970年代就生产出低速和高速火箭滑车，但却长期缺乏多轴向滑车和多功能塔台，无法再地面进行不利姿态的弹射试验。超音速弹射的地面测试设备也长期空白。中国歼轰7所用的HTY-6型座椅，在研制的时候也曾在俄罗斯利用超音速风洞进行试验，这是官方公开承认的。
而第三篇谈到过，空中弹射的成本非常高昂，而四代座椅测试又强调复杂不利姿态，这空中弹射的风险性就更高了。
中国弹射座椅的研究，曾长期依赖地面试验和经验设计，可是地面测试设备费钱费时，空中弹射又危险，两头堵啊。
办法也是有的——很多时候，人被堵到一定程度，办法就也就憋出来了。
这个办法就是数值模拟仿真。
其实，早在1970年代，美国就开始将数值模拟技术应用与弹射救生的仿真。到1990年代，已经能够用数值模拟技术对其通用装备的第三代ACES-II座椅进行全面的仿真计算。并根据弹射座椅的数值模拟，开发了数值仿真软件，用于第三代座椅的弹射性能改进和第四代座椅的开发工作——老美的基础设施比俄罗斯差，但数值模拟的水平，那是让毛子望尘莫及的。
回来说我兔。
从公开的报道看，中国的数值模拟弹射研究的起步较晚，至少比美国晚二十年。
《飞行力学》报道，2000年，海军某学院和某大学，用计算机流体力学技术，对飞机弹射座椅的轨迹进行了数值模拟仿真。在人-椅的升力和力矩系数、旋转角速度和着陆速度方面，取得了与传统气动力风洞测试方法相对吻合的系数。
值得注意的是，这个仿真模型有一个假设条件是：弹射时飞机为水平直线飞行，且座椅在铅垂面内运动。
这是什么意思呢？
这就是说，这个模型基本上是正常飞行姿态+正常座椅姿态，而非不利姿态的的弹射仿真模型。
有朋友泄气了——简单姿态地面试验就能实现，还用数值模拟？再说没有复杂姿态，四代座椅就出不来，要这样的模型有什么用啊？
您说的对。不过，这项研究大大减少了弹射座椅基础测试的费用，并缩短了测试时间。虽然起步较晚，但出手不凡，可以说，为中国弹射座椅的数值模拟技术的启动和优化开辟了一条崭新的技术路线。
2007年，某大学航空学院进行了飞行姿态对最低安全高度影响的专项仿真研究。探索了弹射座椅性能已知条件下，最低安全高度受到飞行速度、俯冲角、横滚角、下沉率的影响。这次研究的亮点在于，一反国内仿真计算主要局限于二维仿真和三自由度计算的历史，引入了6自由度人-椅数学模型，且该模型主要研究要素正是四代弹射座椅关注的复杂姿态弹射。
2007年，某大学航空科学与工程学院，以某型弹射座椅为实例，对外研究了美国522起弹射案例，对内研究了国军标GJB1800-93中规定的120种弹射条件所需要的最小安全高度，对其中的68种非平飞无下沉的弹射姿态进行分析。结合俯仰角、横滚角、横滚角速度、下沉率、攻角、侧滑角6个参数。进行了多参数多模态控制进行仿真，并以此为基础，提出了安全高度影响因子法。并最终划分了30多种弹射工作模式。采用多模态-多弹射模式后，可以有效实现横滚角0-90°条件下的弹射救生，倒飞安全高度降低40米。在仿真模型在总体效能上，已接近K-36Д--3.5A，优于ACESII——能看到这样的效能评价，是非常让军迷欣喜的。因为多参数多模态控制仿真效能较好，说明中国四代弹射座椅的理论研究工作取得了突破性进展，对座椅姿态的控制已经打下了坚实的理论基础。当然也有不足，就是飞行速度大于1000公里时，模型对弹射性能的改善作用不够明显，因此高亚音速和超音速的复杂状态弹射依然是很大的问题。
问题，始终存在；进展，持续向前。
2010年，某大学利用数值仿真技术，进行了不利姿态下弹射救生性能分析。这次分析，针对出舱、空中自由飞、救生伞拉直，救生伞张满四个阶段的不同受力和运动特征，分别进行了四类建模，因而可以更加精细化的描述各阶段的物理过程。由于在空中自由飞阶段，人-椅系统同时受到重力、火箭包推力、气动力和稳定减速伞的拉力作用，因此人-椅运动学方差在姿态剧烈变化时有奇异性（奇异性：就是在模型的数值表现上，函数值出现不连续或者不可导丧失可微性……您可以简要理解为：在数学上无法描述），可能导致模型估算产生较大误差。为此，课题组将四元数方法引入三维六自由度模型，解决了奇异性问题，提高了仿真计算精度。通过0时速和850公里时速的两种地面弹射试验与模型结果的分析对比，表明该模型的弹射高度和弹射速度的模拟数值，基本与试验数据吻合，因而基本满足工程应用。
模型是越来越精细化了，复杂姿态的研究也越来越有效。但是，超音速，超音速弹射啊，什么时候才能有突破呢？
随着国力和军力的发展，中国航空救生设备的研发实力不断增强。这其中，最有代表性的就是中国一航航宇救生装备有限公司（以下简称“航宇救生”）。该公司是中国唯一从事航空防护救生/空降空投装备研制的现代高科技产业集团，总部位于湖北襄樊——第一篇介绍的火箭撬轨道，就设在襄北。在中航工业的大量投资下，航宇救生很快建造了亚洲唯一的高速气流吹袭台、不利姿态救生性能试验系统、中国唯一的水上综合救生水池等重要的大型基础科研试验设施等一大批现代航空救生设备研制的基础设施 ，如：
2004年8月10日，航宇救生被誉为“亚洲第一台”的高速气流吹袭试验台建成，其流场质量和数据采集精度处于世界领先水平。
2006年1月9日，在北京召开的全国科技大会暨2005年度国家科技奖励大会上，航宇救生自行研制、代表国家水平的新型弹射救生装置HTY-5荣获国家科技进步二等奖。
2005年8月24日，也就是十年前，航宇救生在火箭橇滑轨试验场进行了我国首次进行的超音速全状态综合弹射救生试验。
终于看见“超音速弹射试验”了，呵呵。
这标志着中国具备了自行研制第四代弹射座椅所需要的超音速和不利姿态的地面测试条件，与数值仿真技术相互结合，在硬件和软件上，研制中国四代弹射座椅的条件终于逐步成熟。
这位朋友问：看来看去，不是仿真研究，就是基础设施，什么时候才能有型号装备啊？
呵呵，别急，这就来了。
2015年5月，中国航空报公开报道了“国家确定的某重点型号工程”研制情况。在该官泄八股中，我们看到：中国一航航宇救生装备有限公司上海分部的科研工作者，在某型验证机弹射救生系统研制工作中，完成了总体技术方案设计并组织实施。
-解决了弹射时抛盖联锁关键技术难关以及鉴定试验中发生的重大技术问题
-首次将惯性测量技术引入于弹射救生领域，提升了弹射座椅对离机环境的感知能力，实现全程、实时、全面感受弹射座椅六自由度运动参数，为实现自适应控制提供基础
-首次提出了弹射救生领域关于相对地面高度的有效解决方案，实现了弹射离机后开伞控制智能化，对飞机跨区域作战安全救生及提高座椅不利姿态救生性能具有重要意义
-首次提出了采用新型信号感受、多参数输入多模态控制、弹射动力可控等技术，有效提高了弹射救生系统智能化程度，实现了对复杂离机环境初步自适应弹射救生，大幅提升了复杂不利姿态条件下的救生能力和我国弹射救生技术的总体水平。
-经试验验证，该新一代火箭弹射座椅救生性能全面优于现役装备，达到世界领先水平
这是在公开材料中看到的关于三代半/四代弹射座椅的最新进展。在这段文字中，有重要意义的技术术语不下十个。如果您仔细看过前面三篇的论述，那么一定可以看出，这些八股中的料是有多猛。
呵呵，慢慢品吧，越品，越有味道。
有朋友问，J-20的座椅是HTY-8的改型吗？这个，真心不知道。至今没有看到J-20座舱的照片，因此不敢瞎说。但是，从常理上说，中国空军对纯俄血统的HTY-8应当更多的是专项技术的借鉴，而不是整体设计的继承。中国第三代半弹射座椅研发的基础平台，应该是在自行设计的三代座椅如HTY-5基础上进行大改而成——设计原理和所有数据都知根知底的，而且J20座椅的后倾角度也较为接近歼-10，体积和重量也比仿制K-36的HTY-8要小，似乎更靠谱些吧。
上面说的是三代半。如果说到四代，HTY-5也出来很久了——1989年开始研制2003年基础型号定型，到现在出了3个小型号，也12年了。作为三代半的基础，应该问题不大。但研制四代的座椅，也许会有全新的平台，亦未可知。
《历史篇》、《技术篇》、《飞豹篇》、《四代篇》——唠叨了这许多，《浅谈中外航空弹射座椅的发展》系列文章，到这里就结束了。
从1964年起，中国战机的弹射座椅，从引进到仿制，从仿制到自研，从跟踪研制到创新研制，从实地弹射到数值模拟，历经五十年的发展，终于跻身五大先进之列，向着四代座椅的方向一往前行。一台小小座椅的些许故事，或平淡，或悲壮，或欣喜，与战机、动力、航电…一起，书写就中国航空事业的巨著鸿篇。
今天的我们，无论对航空弹射救生座椅这个课题进行着怎样的褒贬评说，剖短析长，都不应该忘记，那些只能活在我们心里的名字：卢军、卢志勇、叶斌、穆华、余锦旺、姜涛、鲁朋飞…还有更多牺牲的无名英雄们。
我们的讨论，必须是理性的，甚至可以是冰冷的。
但我们的心，至少在某一刻，应当为他们而跳动。
让我们铭记，放眼中国的长空大地之间，有多少试飞员、飞行员和科研工作者，为了这数秒之间的化险为夷，付出了他们的智慧、坚忍和无畏。也正是他们，用青春和生命，化作了中国军迷心中，共和国天边最亮丽的那道彩虹。
笑傲长空将碧血，
何当把酒祭英魂。
一弹化去关头险，
青鸟乘风再入云。
谨以此文向在弹射救生领域做出牺牲和贡献的中国航空人致以崇高的敬意
注：所有资料来自于互联网公开报道和公开出版物，如：
《弹射座椅性能研究》
《弹射座椅性能仿真分析》
《飞行姿态对弹射座椅的影响》
空军之翼侯知健先生的《谈谈我国战斗机的弹射座椅》
空军之翼王立杰先生的文章《飞行安全的最后防线——浅谈弹射逃生》
本文还引用了《兵器知识》等多份军工杂志的信息和图片，在此一并致谢！
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一弹化去关头险，青鸟乘风再入云（一）——浅谈中外航空弹射座椅的发展