十问余旭牺牲:弹射跳伞撞到僚机副翼 这种事故概率有多小?

2016-11-17 17:13 新浪科技

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来源标题:十问余旭牺牲:弹射跳伞撞到僚机副翼 这种事故概率有多小?

▲余旭生前照片(来源:空军发布)

▲余旭生前照片(来源:空军发布)

中国首位歼10女飞行员余旭在训练中牺牲。据媒体披露,事发时两架飞机在练习”双机绕轴滚转”时发生碰撞,位于失事飞机后舱的余旭弹射跳伞时撞到僚机副翼导致跳伞失败,英勇牺牲。“金孔雀”折翼把人前炫酷的“特技飞行表演”背后的危险性暴露在公众面前。如今,余旭已被批准为革命烈士,也将入土为安,但围绕她牺牲的种种疑问和误区仍需要去解答和澄清。北京科技报|“科学加”客户端记者通过梳理,将其归纳为十个问题,请教专家或查阅权威资料予以解读。

一问牺牲原因:弹射跳伞撞僚机的发生概率有多大?

新京报动新闻制作的3D动画显示了余旭牺牲的大致过程。另据多家媒体报道,当时2架飞机在进行“双机滚转”训练时发生碰撞。

通过这些信息可以得知,两机是同向前进做“缠绕”动作,这要求双机速度、高度要保持一致。军事专家宋心之解释说,这个动作中如果发生碰撞,就相当于我们平时交通事故中,沿同一方向行驶的两辆车发生剐蹭,这也解释了为什么发生事故后余旭跳伞会撞上僚机的副翼。

军事评论员,大V“三剑客”也对此进一步做了说明:造成类似事故的原因还有很多种可能。一般来讲,双机训练彼此会保持一定的安全距离,并时刻保持空中无线电联络畅通,飞行员会留意仪表数据等等。这其中任何一个环节出现问题,都可能会造成飞机在高速、贴身飞行中发生意外。另外,仪表发生问题可以导致飞行高度、速度等数据不准,沟通不畅也可以导致事故发生。此外,空中还有肉眼根本看不到的复杂空气对流,有时瞬间风力大到完全可使飞机发生位移、偏离预定路线。

那一旦选择弹射跳伞,飞行员被弹射出去后撞上僚机的概率有有多大呢?对此,军事作家、网络大V“科罗廖夫”表示,飞机失事本身就是小概率事件,弹射后不幸撞到编队中的另一架飞机则是更小概率事件。当然,假如僚机听到长机跳伞口令,紧急规避也许此祸可免。但人的反应有时间差,或许一楞事情就发生了。

因为与普通飞行相比,特技飞行员在天上做密集编队的时候,两架飞机最近的距离只有1米,而时速却可以达到850公里。在如此的高速和近距离的情况下,反应时间往往都是毫秒级别的,因此,如果长机飞行员跳伞,留给僚机的反应时间也是极短的。

二问弹射风险:是不是如果不撞到僚机,余旭就能安然无恙?

既然余旭牺牲的真正原因是在弹出后与僚机相撞,那是不是意味着在选择弹射跳伞后,如果没有撞到僚机,余旭就肯定会安然无恙?答案是:不一定。

歼十战机的首席试飞员徐勇凌介绍了弹射跳伞的危险性,并亲口描述了他本人在类似情况下弹射跳伞的亲身感受。

徐勇凌说:弹射跳伞是飞行人员在紧急情况下最后的逃生手段,手柄拉下的一瞬间,飞机的座舱盖首先被抛掉。紧接着弹射座椅驱动火箭点火,推动座椅及坐在上面的我以极高的速度离开座舱,由于抛盖动作和弹射离机两个环节都是在极短的时间内完成的,因此飞行员通常感觉不到座舱盖抛掉后带来的影响。

我们在影视作品中看到的弹射镜头,导演们为了增强观赏性和娱乐性,有意放慢了节奏,让观众们能够清楚地领会这一过程,但实际上,这些过程都是转瞬间完成的。飞行员在弹射瞬间能够体会到的感觉,只有巨大的过载和强烈的气流冲击。

在弹射火箭的加速过程中,飞行员将承受15g左右的过载,加上离开座舱后迎面气流的猛烈冲击,会给飞行员的身体造成严重伤害。许多飞行员弹射跳伞后由于当时条件过于恶劣,或者是跳伞时防护措施不到位,造成脊柱损伤的严重后果,即使跳伞成功恢复飞行的可能性也很小,有些甚至造成终身残疾。

弹射出舱后,人和座椅是连成一体的,虽然座椅在设计时已考虑到质心的调节问题,但由于环境的变化和气流的影响,在弹射出舱时人与座椅还是会发生滚转运动,此时飞行员难以调整自己的身体姿态,你可能是平着下落,也有可能是头下脚上的姿势下落。气流和人椅合体的滚动,或者是伞包的损坏也有可能造成无法正常开伞。即便能够正常开伞,巨大的降落伞会使飞行员从每秒60米的下落速度迅速降低到每秒5~10米左右,伞带的巨大拉力可能造成飞行员身体损伤,因此要求飞行员能够适时做出防护动作,主要是收紧身体,抵抗冲击。

作为唯一2次弹射成功的飞行员,徐勇凌表示,现在弹射救生会有15%~25%的重伤率,普通人可能不知道这里面的危险性。在紧急情况下,飞行员跳1次可能就告别蓝天了,所以不到万不得已是不愿跳的。

▲双机绕轴滚转的烟雾轨迹,蓝色直线为长机,紫色曲线为僚机(来源:人民网)

▲双机绕轴滚转的烟雾轨迹,蓝色直线为长机,紫色曲线为僚机(来源:人民网)

三问飞行状态:是不是僚机离长机太近?

航空专家王亚男表示,特技飞行与普通飞行最大的不同之处就在于,普通飞行只考虑规避风险,而特技飞行则强调的是在可控的前提下尽量“接近”风险。

最明显的体现就是特技飞行是以战机本身性能作为依托,在性能允许范围内,不断地追求速度、高度以及距离的极限。有的动作是追求“慢”的极限,比如八一表演队的招牌动作之一——小速度通场,就要求速度越慢越好,现在能达到的水平是以200公里的时速通场,这对于一款三代战机来说已经是非常“危险”的了,如果控制上稍有偏差,随时可能失速坠机。再比如,八一表演队的“魔鬼队形”,六机横向的间距已经已经达到了-2米,意味着当以这个队形平飞的时候,垂直从上往下看,左右两架飞机的机翼有一部分是相互重叠的。如此密集的编队,以普通飞行的距离要求来说,也是非常“危险”的,一旦控制不好,战机之间相互碰撞难以避免,甚至还会导致灾难性的后果。

但是必须强调,这种“危险”不是毫无准备的“冒险”,更不是不负责任的“搏命”,而是经过严密设计和计算,再加上平时大量的训练,以及精英飞行员娴熟的操控技巧作为保证,是一种“安全的危险”。用现任八一表演队队长曹振中的话来说就是“看着惊险,但不危险”。正是这种“安全的危险”,才使得特技飞行表演具有极高的观赏性。

军事作家“科罗廖夫”进一步解释说,特技飞行动作主要靠严密的编排设计,以及默契到极致的配合。任何空军都不可能贸然使用飞行员无法掌控的危险动作。例如在中国空军的八一飞行表演队,表演队的队长就兼任特技动作总设计师,这是一个正式职务,主要负责全队特技动作的编排、设计和计算。特技飞行员的每一个动作,都经过严密科学的计算,通过对飞机极限性能的掌控,团队的配合,真正做到人机合一。

所以,别把特技飞行表演想象的有多神秘。特技飞行是指超出战机正常飞行性能的“安全”的飞行动作,是指战机急剧改变飞行状态和运动参数的“标准化”的机动飞行,这些都是经过严密的设计和计算的。只要特技飞行员的飞行技艺、心理素质和身体状况满足要求,那么就应该而且必须把设计的动作飞出来。

听完了这两位专家的解读,所谓“长机僚机是否距离太近”的问题也就有了答案——余旭生前最后一刻正在练习的“双机绕轴滚转”,两架战机要在3.6秒的时间里完成850度的蛇形扭转,作为一个特技动作,本身的要求就是僚机在以长机纵轴为轴线进行滚转的时候,滚转的半径不但不能大,还要在经过严密计算和反复训练后做到尽可能的小,这样才能从视觉上达到僚机“紧贴”长机滚转的震撼效果。

四问逃生设备:是不是弹射设备出了问题?

首先,根据我国唯一的军机弹射座椅生产商——中航工业航宇提供的资料显示,歼-10的弹射座椅采用了穿盖式火箭弹射方式。1992年3月,歼-10飞机弹射座椅就已经完成了方案论证转入初样设计阶段,2000年至2001年间,歼-10的火箭弹射座椅进行了火箭弹射座椅在飞机平飞、俯冲、横滚、下沉、倒飞、平飞大速度等六种机动飞行状态下的试验,这是中国救生系统型号研制史中最恶劣的救生状态试验,获得圆满成功。

2002年11月,这款弹射座椅进入设计定型,试样研制前后历经7年半时间,一年后正式通过设计定型审查,开始生产投入使用。从投入使用至今,歼-10事故中飞行员大都平安脱险,这款型号为HTY-5的弹射座椅功不可没。

既然弹射座椅这么靠谱,那为什么没能保住余旭的生命呢?王亚男表示,在这次的事故中,弹射座椅本身应该没有问题,因为毕竟已经将飞行员成功弹射出座舱。但是,目前弹射座椅都是按照战场要求进行设计的,而在作战任务或平时正常训练中,基本不会有像特技飞行这样密集的编队或者是战机间极近距离下进行弹射的情况发生,因此通常考虑的都是单机飞行时的脱离,没有考虑过在密集编队情况下弹射,其他编队机是否会对弹射曲线造成干扰,从而导致二次伤害的问题。

其次,即便是单机弹射跳伞,也要有一个最佳时机。对于飞行员来说,生死抉择往往在不到1秒钟的时间,弹射时机的把握要以零点几秒来计算。

2003年9月14日,美军雷鸟飞行表演队的F-16战机坠毁,飞行员在坠地前0.8秒弹射,差点就丧命。今年4月份牺牲的海军航空兵飞行员张超,同样正是由于试图保住战机,而错失最佳跳伞时机,弹射角度几乎与地面平行,坠地重伤壮烈牺牲。

▲歼十弹射座椅试验(来源:解放军报)

▲歼十弹射座椅试验(来源:解放军报)

五问操作控制:两位飞行员的临危处置有没有问题?

对于这个问题,空军装备专家、航空专家宋心之以及王亚男一致表示,在目前缺少足够信息的情况下,猜测两位飞行员的临危处置以及操作是否正确太过草率。按照正常流程,这类事故的具体原因需要专门的调查组进行仔细勘查和分析后才能得出,包括调取地面雷达数据、飞机上的飞行数据记录仪、语音或者视频记录仪信息,询问飞行员和目击者等众多工作,之后才能对结果进行判断。现在仅根据网络上流传的只言片语就下结论,实在是太草率,也是对牺牲飞行员的不尊重。

根据目前的最新进展,失事坠毁的歼十战机“黑匣子”已经找到,相信根据其中记录的数据,以及调取事故当天两架歼十的飞行参数,再通过周密细致地调查和取证,一定会清晰完整地还原当时的真实情况,只有在这个时候,才能够负责任地判断究竟有没有人为操作不当或者处置失误的情况。

六问机型配置:飞行特技表演采用双座机型,是不是徒增伤亡风险?

▲余旭的臂章上清晰标明了她的座机在六机编队中的位置(来源:“科罗廖夫”微博)

▲余旭的臂章上清晰标明了她的座机在六机编队中的位置(来源:“科罗廖夫”微博)

大V“科罗廖夫”表示,中国空军八一飞行表演队成立于1962年,至今已有54周年,先后更换了歼6,歼教5,歼7EB,歼7GB,歼10AY/SY等多种型号的国产战机。尤其是在2009年改装国产第三代战机歼10,装备9架歼10AY单座型和3架歼-10SY双座型,与美国雷鸟和蓝天使,以及俄罗斯勇士和雨燕等表演队一样,成为世界上少数使用三代战机进行飞行表演的表演队之一。

从空军发布的高清大图看,余旭在珠海航展上飞11号双座歼-10SY型战机,位置处于六机编队的二号机位,也就是后边第三排中间那个位置。这个位置位于六机编队的最后排居中,而且是后座,作为中队长,余旭正好可以对全队起到指挥、观察和协调的作用。

八一飞行表演队队长曹振忠的解释是,世界优秀的飞行表演队,往往都会在编队中搭配一些双座飞机。双座机在日常飞行训练中可以更多地“带飞”,更有利于新手的快速成长。即便是在表演中,多一个人也有利于观察和判断。有了后座成员的帮助,对于提高整个编队的位置感知能力特别有利。女飞行员不仅能很好承担这个角色,而且还会亲自驾驶歼十进行编队表演飞行。但是考虑到男性和女性在身体素质和生理上的差异,女飞行员暂不会承担单机飞行表演任务。

今年参加珠海航展的俄罗斯“勇士”飞行表演队、“雨燕”飞行表演队均有搭载两名飞行员的双座机参加。来华表演的英国“红箭”飞行表演队本身也使用双座教练机。当然,国际上其他飞行表演队使用的双座机,其后座成员还会做一些其他的工作。比如英国皇家空军红箭飞行表演队,他们配备的双座表演机,其后座成员的主要工作就是对整个飞行表演过程进行摄影和摄像,且均为男性成员。

那么一旦出现危险,“双座”会不会增大伤亡风险呢?宋心之曾经介绍过,对于歼十这种“串行双座”(来源:两个飞行员一前一后驾驶),通常的解决方案是先后弹射。即先把后座上的飞行员弹出去,然后再弹前座飞行员,利用时间差拉开空间距离,避免干扰。显然,对于前座飞行员来说,由于他必须等后座弹射之后再弹射,时间上滞后,而且飞机的状况已经有所变化,所以危险性要大得多。

通常前后座弹射的时间差可能达到1秒钟甚至更多,如果是低空弹射,这个时间很可能就意味着生与死的隔阂。具体到这次的事故,如果后座的余旭没有撞到僚机,无论负伤与否,只要开伞正常,基本应该能够和前座飞行员一起成功落地。从这个角度说,抛开极端小概率的意外情况不谈,采用双座机不会徒增伤亡风险。

▲2016珠海航展上,余旭带领两架单座歼十表演机进行三机编队加力起飞(来源:新华社)

▲2016珠海航展上,余旭带领两架单座歼十表演机进行三机编队加力起飞(来源:新华社)

七问“冒险”意义:特技飞行对提高战斗力有什么作用?

作为空军“八一”飞行表演队的一员,余旭的牺牲让很多人将问题的矛头指向了飞行表演,认为只是单纯作秀,没有实际意义。

其实,无论是为了深入了解飞机性能,还是从实战需求出发,飞行表演都具有很重要意义。徐勇凌指出,编队飞行是作战飞行中的常态化状态,所以飞行表演无疑是飞行员作战技术的基础体现。又比如飞行表演中的密集队形操控,这要求飞机要有很好的稳定性和精准操控性能,而歼-10就能很好地满足这种需要。此外,这类训练还有助于锤炼飞行员空中加油、恶劣天气条件下精密着陆等操控能力。

大V“科罗廖夫”也表示,飞行表演的本质是飞行训练。更进一步说,是对飞机性能的追求、对人体和飞行极限的挑战。因此说,飞行表演是一国空军人才素养、装备性能、训练水平等各项指标的直观体现,有助于发掘人与装备的潜能,提高作战实力。

所谓的“特技飞行动作”本身就是极高难度的战术动作。这从特技飞行的起源就可以证明。在实战和训练中,有些技术高超的飞行员有意无意中飞出了特别的动作,或在空战中生命受到威胁时,急中生智发明了许多惊险剧烈的飞行动作,这就是最初的特技飞行。例如1913年俄国著名飞行员聂斯切洛夫,在一次训练飞行时,发明了沿飞机横轴拉起向后做一个闭环的飞行动作,可以有效摆脱身后敌机的咬尾,后来这个动作就被人称作“聂斯切洛夫筋斗”(来源:也有音译为“涅斯捷罗夫筋斗”),至今也是是特技飞行的保留动作。

另一个经典的例子发生在1981年,伊拉克一核反应堆遭到以色列飞机轰炸。当时以色列出动了6架F15、8架F16,排出了和飞行表演中“魔鬼编队”一样极为密集的队形,战机之间头尾相接,一米都不差,长途飞行1000公里奔袭伊拉克。在伊拉克的雷达上,明明14架战机的编队只显示为一架飞机。在这样高超技巧的“蒙骗”下,伊拉克误以为这是一架大型民航客机,丝毫未予以防范。最终以色列军机成功把伊拉克的核反应堆彻底摧毁。

再比如特技飞行的经典动作之一“桶滚”,在二战中曾经挽救了无数飞行员的生命,因为在作桶滚时由于杆舵配合的不同,可以让飞机以螺旋方式完成滚转,是的尾追的敌机难以预测飞行轨迹和瞄准;一战德国王牌飞行员殷麦曼曾在一年中凭借自创动作击落了15架敌机,后来这一特技飞行动作就以“殷麦曼”命名;至于被很多媒体说得十分花哨的“莱维斯曼”,在近距离格斗中,对武装直升机尤其有价值,它可以让武装直升机由一次进入脱离迅速转入二次进攻。

这些战例都足以说明,特技飞行动作不止是看上去惊险刺激那么简单,它的实战意义比观赏性来得更重要。

▲著名的特技飞行动作——普加乔夫眼镜蛇机动,这不仅是特技飞行动作,也是非常高难和极端具有实战意义的高级战术动作(来源:图片来源于网络)

▲著名的特技飞行动作——普加乔夫眼镜蛇机动,这不仅是特技飞行动作,也是非常高难和极端具有实战意义的高级战术动作(来源:图片来源于网络)

八问性别因素:为何各国都要培养女飞行员?

虽然余旭本人曾公开表示,女性在空间感方向感方面天生不如男性,只能靠后天的训练去弥补,但2009年阅兵女飞受阅梯队长机、空军第三飞行学院副院长姜明也曾经在公开场合向媒体介绍,女战斗机飞行员拥有着男性所不具备的优秀素质。作为女飞,她们细心、缜密、敏感。从美国、俄罗斯、韩国、巴基斯坦等已有女战斗机飞行员国家的经验看,女战斗机飞行员在武器操控手和精密仪器使用、地形识别等领域,都有超过男性的表现。这就是为何要培养战斗机女飞行员的首要原因。

其次,她们的水平并不比男飞差。2009年4月毕业的16名女学员,歼击机高教机飞行训练5项考核成绩全部为优秀。 最能体现出女飞特长的莫过于“飞仪表”。

所谓“飞仪表”,就是在复杂或极端天气条件下,飞行员完全根据仪表数据飞行。这个课目要想飞好,“细节决定成败”:动作要细、准备要细、心也要细。作为女学员在这方面优势极大,根据数据分析她们的飞行数据平均值比男飞行员要高。

再有,培养女飞行员还有一点点政治因素,从当代妇女的地位来讲,早已提出男女平等,既然平等而且她们的综合素质也均达到了要求,就没有不用的道理。

王亚男表示,历史上许多国家都曾选拔女性加入军事飞行行列,在战争中这些蓝天玫瑰曾绽放过不朽的光辉。1943年组建的妇女空勤飞行员组织(来源:WASP)曾征召1074名女飞行,出色地完成了飞机转运和军事运输任务。

苏联空军曾组建包括女子夜间轰炸机团在内的多支女性飞行部队,甚至还涌现出过莉利娅那样的女战斗机王牌飞行员。和平时期,各国也都陆续选拔女性军事飞行员,摸索发现一条培养女飞行员的有效途径,这对于国防动员体系有着重要意义。我国过去遴选的多批女飞行员,多数从事运输飞行,她们在飞行岗位上做出了出色成绩。其中,刘晓莲少将还曾成功处置过空中重大险情。

这说明女性能够胜任飞行任务,也是我国后来选拔女性飞行员加入战斗机飞行员行列的基本条件。余旭等女飞行员成功取得了第三代战斗机驾驶资质,本身也是女性作为战斗机飞行员基本素养的有力证明。这批女飞行员加入八一特技飞行表演队,是对自身能力更高的挑战,也是她们勇敢敬业精神的标志。所以说,女性同样可以飞行,只是训练方法和养成模式需要全新的探索。

▲2014年11月11日,既是空军成立纪念日,也是第十届珠海航展的开幕日。余旭等四名刚刚加入八一飞行表演队的女飞行员和男飞行员一起,组成全新的阵容亮相航展(来源:人民网)

▲2014年11月11日,既是空军成立纪念日,也是第十届珠海航展的开幕日。余旭等四名刚刚加入八一飞行表演队的女飞行员和男飞行员一起,组成全新的阵容亮相航展(来源:人民网)

▲2016年10月31日,第十一届珠海航展开幕前一天,八一飞行表演队“全家福”,前排左七为余旭,右三为陶佳莉(来源:李乃麟)

▲2016年10月31日,第十一届珠海航展开幕前一天,八一飞行表演队“全家福”,前排左七为余旭,右三为陶佳莉(来源:李乃麟)

九问新老差距:让经验较少的女飞行员进行特技飞行表演,是不是欠稳妥?

在余旭牺牲之后,许多媒体在报道中提到,余旭以及其他几名八一飞行表演队的女队员驾驶歼十的时间还不足100小时。因此不少人在震惊和悲痛之余都产生了一个疑问:让一个飞歼十还不到100小时的新手女飞进行特技飞行表演,是不是太欠考虑了?

事实上,这是非常不真实的。之所以不真实,主要体现在两方面。首先是余旭以及其他女队员的飞行经验:据北京科技报|“科学加”客户端记者考证,暂且不提余旭等4名女队员是从36名女飞行精英中挑选出的“王牌中的王牌”。单单说飞歼十“只有不到100个小时”的说法就是一种谬误。这种说法最早出自2014年11月份的一篇媒体报道,当时余旭等4名女飞行员进入八一表演队只有短短8个月,在这个前提下,当时媒体的报道称,她们的平均歼-10飞行时间仅有70至80个小时。

曹振中队长在不久前结束的珠海航展上曾向记者介绍,八一飞行表演队每年有100个飞行日,训练和表演加在一起有180到220个飞行小时。所以,如果从余旭进入表演队算起,截止到不幸牺牲前,她和其他三名女飞每个人的歼-10总飞行时间已接近500小时,飞行表演超过300小时。无论技术还是经验,余旭早就不是菜鸟飞行员。不少媒体近日引用的“不到100小时”其实是“过去式”了。

再有就是余旭在飞行表演中所担负的角色。从曹振中队长之前的介绍中不难看出,余旭作为中队长,在飞行表演中一直是在后座,主要任务是观察、指挥和协调,只是在编队飞行中亲自操纵飞机,除了编队之外的其他动作都是由前座男飞来操纵飞机完成,但两人作为同一架表演机上的成员,都可以称作是“驾机升空进行表演”。

十问战机优劣:歼十到底行不行?

王亚男介绍说,一般来讲,飞行表演队的飞机,由这个国家装备数量最多、操控性能最好、技术最成熟稳定的飞机来担当。比如:美国采用F-16,俄罗斯采用Su-27、MIG-29。

那么,中国八一飞行表演队所用的歼-10,到底行不行?

从技术上看,八一飞行表演队所用为歼-10AY和歼-10SY两种型号,后者是前者的双座版。无论哪个版本,发动机、机体、电传等关键部件没有变化,飞机性能跟我们平时所说的歼-10A完全一样。歼-10不同于其他表演用机的最大特点就是采用鸭翼+大后掠角三角翼的气动布局,这也被认为是歼十的一个最大优点,就是在飞行过程中更加灵活,机动性好。

但同时,由于机动性好,对飞行员的反应提出更高要求。特别是在做飞行表演动作时,比一般飞机之间靠得很近,因为操作灵活、所以飞行员就更需谨慎,稍有不慎就会差之毫厘谬以千里。

在动力方面,歼-10战斗机大部分采用的是俄制AL-31FN发动机,后期装备了部分国产涡扇10(来源:WS-10)A涡轮风扇发动机,这两种发动机总体性能都很优异。总的来看,歼-10已经列装部队10多年,属于比较成熟的机型。在这10多年间,战机损失和装备总数比例还是比较低的。

除此之外,在本就安全可靠的基础上,从2014年开始,八一飞行表演队使用的歼十战机还特别加装了先进的“飞行安全综合监控与支持系统”。所以,要问歼十行不行,答案就一个字,行!

▲驾驶“利箭”涂装的歼十战机在珠海航展上表演的八一飞行表演队(来源:人民网)

▲驾驶“利箭”涂装的歼十战机在珠海航展上表演的八一飞行表演队(来源:人民网)

责任编辑:詹婷婷(QT0006)

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