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歼20座舱盖为何装加强框?舱盖厚度更薄方便穿盖弹射
www.wforum.com | 2019-06-11 20:19:44  世界军事网 | 0条评论 | 查看/发表评论

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  有很多网友不理解,认为歼-20的座舱盖有个明显的加强框,这是不是落后的表现?其实提问者想问的应该是中国的歼-20隐身战机为什么没有采用无框整体座舱盖。目前全球只有美军的F-22A隐身战机采用无框整体座舱盖,见不到任何边框。此外美国的F-16战机的座舱盖后部有一个很小的加强框,所以属于准无框座舱。

  无框整体座舱盖的优点就是完全取消座舱盖的隔框,整个座舱盖没有任何结构会影响战机的隐身性能和飞行员视野,可以为飞行员提供最大范围的无障碍视野,提升飞行员对空中环境的感知能力。

  早期歼-20原型机的座舱盖与美国F-22战斗机高度相仿,是整体式无框座舱盖,充满着梦幻般的美感。歼-20隐身战机的首批两架验证机采用无框整体座舱盖,外界对此给予很高的评价。但是,歼-20隐身战机后来出现的原型机和量产型,都在座舱盖的前部加装一个加强框,看上去像是采用了传统三代机普遍使用的两片式座舱盖。这引起了外界的热议,有说法认为这是因为中国一体成型整体式“玻璃”座舱盖存在技术问题,无框整体座舱盖技术不过关,质量不达标,所以不得不在后来生产中进行改进补强。

  但这种说法其实是不成立的,其实歼-20座舱盖的先后变化,恰恰反映了中国战机座舱技术和航空玻璃制造技术的巨大进步。座舱盖是否使用加强框,是一种技术上的选择,并不是技术退步的标志。

  要知道,美军最新的F-35隐身战机也取消了无框式整体座舱盖,同样在无框整体座舱盖的前部加装有一个加强框。这自然说明完全无框的整体座舱盖并不是最佳设计。

  尽管F-22A隐身战机的完全无框的整体座舱盖拥有视野好,技术水平高等优点。但它也有缺点,那就是取消无框结构后,为满足战斗机座舱盖对强度的极高要求,座舱盖的玻璃会非常厚。第四代隐身战斗机座舱盖的强度要求较高,例如F-22战斗机的座舱盖要求承受1.8公斤异物(飞鸟)以650公里/小时速度的撞击而不破损。我国则要第四代战机以海平面最大巡航速度速度(通常为900公里/小时)飞行时,被1.8公斤质量的鸟撞,座舱盖不破碎,舱盖表面不出现大于2.5毫米的凹坑。

  第四代战斗机座舱盖的技术要求特别高,应该具有极高的透光性,透光率要大于90%。同时还要具有良好的阻光性,即座舱盖在允许可见光进入的同时,还要防止红外线和紫外线的进入,这在技术上很矛盾,必须采用一些黑科技的秘密技术。

  F-22A舱盖玻璃的设计厚度,顶部最薄的地方都超过20毫米,重量高达500公斤,于是整个无框式整体座舱盖变得非常笨重,尽管外表看上去酷炫无比。而且因为过于厚重,所以F-22A隐身战机无法采用穿盖弹射技术,而是采用了整体抛盖的弹射技术,这种先抛盖再弹射的方式存在很多缺点,在紧急弹射时要比爆破索+座椅尖锥顶穿的穿盖弹射耗费更多的时间。

  我国歼-20的第一架原型机的座舱盖,就与美国F-22战机几乎一摸一样,连舱盖前端的抛盖火箭都完全相同。为使抛盖时间尽可能的缩短,在座舱盖前缘安装了2台小型抛盖火箭,可以使系统反应时间控制在0.3秒以下。但这个速度与爆破索打开的零延迟穿盖技术相比还是有差距。零点几秒的延时在某些特定情况下对飞行员是致命的。

  而歼-20和F-35隐身战机都在无框整体座舱盖内增加了一个加强框,加强框前部座舱盖的设计厚度较大,可以保证座舱盖的强度和防撞能力。加强框后部座舱盖的厚度更薄,方便进行穿盖弹射。

  由于这个加强框是位于舱盖内部的,没有破坏无框整体座舱盖的光滑玻璃表面,再加上座舱盖有特殊的金属隐身镀层,能够并没有给战机的隐身性能带来太大影响,对飞行员视野的影响也微不足道。

  这种改进设计减轻了无框整体座舱盖的重量,方便进行穿盖弹射,同时使得无框整体座舱盖的设计制造难度、造价也有降低,可以说是一举多得。美国F22战机的完全无框式的整体座舱盖综合造价就高的吓人,舱盖透明体的造价高达40万美元一个,再加上框架组件,总价突破了100万美元。而且战斗机的座舱盖属于易损耗部件,并不是全寿命部件,需要每隔两年时间就要更换,这是一般国家承受不起的,只有财大气粗的美军才不在乎。

  而歼-20隐身战机就基于这种的考虑,才改进为带有加强框的整体座舱盖设计。而且,早期F-22的座舱盖玻璃体的制造采用传统的压力成型,多层丙烯酸酯和聚碳酸酯材料层合后压叠成型,全套工艺耗时一个半月,成本相当高昂。歼-20的座舱盖工艺更加先进,与美国F-35的舱盖成型工艺相当,采用一次注射成型,把丙烯酸酯和聚碳酸酯两种材料做到一次注射成型而且各层不乱,相当考验技术,这是中国和美国都密不外传的尖端手艺,目前俄罗斯都没有这种注射技术,所以苏-57的座舱盖粗糙的惨不忍睹。

  现在,您还怀疑歼-20座舱盖的技术水平么?

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