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(F-22的一体化座舱盖 , 不仅仅是一块简单的玻璃)
【谷火平|为苏57研制新座舱:可防核爆光辐射,只有中美能造?俄罗斯不服气】战斗机座舱 , 是战斗机最重要的部位之一 , 因为这里坐着飞机的飞行员 , 战斗机性能的发挥 , 极大程度依赖驾驶员的个人能力 , 所以为驾驶员提供优越的驾驶环境 , 是现代战斗机普遍需要重视且能够提升战斗力的关键因素 , 而为飞行员提供优秀的环视视野 , 让飞行员能够有效观察周围 , 这就是战斗机座舱盖的设计核心 。 但是就这样一个看似简单的飞机座舱盖 , 能够研制和生产的国家却寥寥无几 , 目前全球的五代隐身战斗机中 , 中国和美国的战斗机都使用全气泡式座舱盖 , 只有俄罗斯的苏-57依然在使用传统的半气泡式座舱 。 苏-57因为这个座舱盖的问题 , 也经常被各国媒体嘲笑 。 不过 , 如今战斗民族终于可以抬起头说一句:气泡式座舱盖 , 我们也有 , 而且还能防核爆炸产生的光辐射!
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(苏-57滑盖式的座舱盖)
参考消息近日引述俄罗斯媒体《俄罗斯报》的消息称 , 俄军已经研制成功专门为苏-57战斗机配套的全新''玻璃座舱盖'' 。 这种全新座舱盖的研制单位经理安德烈·西尔金对媒体介绍称 , 新研制的座舱盖的研制和生产采用了诸多全新的技术 , 重量仅相当于过去苏-57舱盖重量的一半 , 同时还喷涂了以黄金和铟锡为主要成分的涂料 , 可以控制电磁溅射方向 , 提升飞机整体的隐身效果 。 这种新式飞机座舱盖可以保护苏-57的飞行员''不受电磁、紫外线、红外线辐射的影响 , 以及核爆炸所产生的光辐射'' 。 而这种高性能座舱盖以往只有中国和美国可以生产 , 如今俄罗斯突破了技术瓶颈 , 成为全球第三个可以生产这种高技术飞机座舱盖的国家 。
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(F-35的一体化座舱盖)
战斗机的座舱盖看起来似乎很简单 , 特别是从表面上 , 就是几块玻璃拼接而成 , 但是实际上 , 进入喷气式时代后 , 战斗机的座舱盖只有在最早的第一代战斗机使用过玻璃 , 后续的战斗机几乎全部使用高分子材料 。 这主要是由于玻璃实在太重 , 而且强度不足 , 很容易由于意外碰撞碎裂 。 还有一点就是玻璃的加工铸造很难做到均匀 , 而一旦做成战斗机的座舱盖 , 由于光线透过玻璃会发生折射 , 如果玻璃不够均匀 , 那就完全是一副''哈哈镜''的状态 , 根本无法使用 。
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(早期战斗机的座舱盖 , 由3片玻璃拼接而成 , 所以很影响视野)
在冷战时期 , 受技术的制约 , 战斗机的座舱普遍采用所谓的''三片式'' , 也就是飞机正面风挡由3块高强度玻璃拼成 , 这样的设计虽然制造相对简单 , 但是却很影响飞行员的视野 。 后来飞机的座舱风挡玻璃基本改为丙烯酸酯 , 也就是我们常说的''有机玻璃'' , 这种材料看起来像玻璃 , 但实际上是一种高分子塑料制品 , 由于透光率高达92% , 所以被用来制造战斗机的风挡玻璃 。 这样同时兼顾了强度和重量 , 同时又具备良好的加工性能 , 所以目前全球各国的战斗机 , 大多使用有机玻璃制造座舱盖 。
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(美军F-16战斗机使用的气泡式座舱)
其实材料并非是飞机座舱盖的技术难点 , 真正困难的地方在于 , 战斗机的座舱是一块完整的 , 而且是变厚度的有机玻璃 , 同时 , 这块玻璃还要求在不同的厚度上保持相同的折射效果和透光率 , 这样飞行员从座舱内向外看时 , 才不会觉得周边的景物扭曲变形 。 而且 , 整体座舱盖还必须保证一定的强度 , 因为现代战斗机都是超音速战机 , 部分先进战机可以飞到2马赫以上 , F-35这样的异类毕竟只有一个 , F-22、歼-20和苏-57的最大飞行速度都在2马赫以上 。
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战斗机以2马赫的速度飞行时 , 飞机正面受到的吹袭非常严重 , 所以飞机的座舱盖就必须保证一定的强度 , 才能保障不会被强烈的气流给吹坏了 。 而且飞机座舱盖还要具备很强的温度适应能力 , 在海拔1万米以上的空中 , 气温已经在-30℃甚至更低 , 而战斗机如果在1万米高空以2马赫速度飞行 , 则飞机座舱和空气摩擦产生的热量足以把座舱盖加温到110℃以上 。 因此 , 战斗机的座舱还必须能够耐受较大的温差变化 。 所以这些参数全部综合起来 , 一个看似简单的战斗机座舱盖也就没有那么简单了 。
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(价值100万美元的大玻璃——F-22战斗机的座舱盖)
以F-22战斗机的座舱盖为例 , 其采用了两层丙烯酸酯中间夹一层聚碳酸酯这样一种类似于''三合板''的设计 , 其中 , 丙烯酸酯重量轻 , 强度高 , 但是不耐冲击 , 同时耐高温性能也略差 。 而聚碳酸酯由于刚好具备耐冲击性和耐高温性的特点 , 所以一直被作为制造防弹玻璃的材料 。 采用丙烯酸酯包夹聚碳酸酯的方式 , 可以制造出同时满足强度、韧性和耐温性的战斗机舱盖 。 不过由于这种舱盖工艺精密、制作复杂 , 平均制作这么一块舱盖 , 其成本就高达40万美元 , 如果配上辅助系统 , 整个舱盖的成本超过100万美元 , 而且制作时间长达6个星期 。 美军的F-22曾经有过一次座舱盖故障、无法打开的情况 , 最后不得不求助消防队 , 整整花了5个小时才锯开飞机的座舱盖 , 救出了飞行员 。 现代战斗机的座舱盖强度由此可以见一斑 。 分页标题
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(被网友看到确实尴尬 , 上图为苏-57战斗机座舱盖上的气泡)
俄罗斯的苏-57战斗机是目前所有五代机中唯一没有使用整体式座舱的战斗机 , 其采用的两片式座舱盖可以看作是一种降低了技术要求的水泡式座舱 , 但是由于座舱盖分为两部分 , 所以在技术上和中美有明显差距 , 特别是去年俄罗斯发布的一段展示苏-57战斗机性能的视频 , 被网友们发现 , 苏-57战斗机的座舱盖上居然有气泡 , 为此苏-57没少被各国媒体诟病嘲笑 。 如今俄罗斯宣布新式座舱盖研制成功 , 若是装备苏-57战斗机 , 显然可以在很大程度上提升苏-57战斗机的作战性能 。 只不过 , 这个新座舱盖到底能不能''防核辐射'' , 这个大概就没那么肯定了 。
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(歼-20的一体化座舱)
来源:(谷火平)
【】网址:/a/2020/0814/1597389416.html
标题:谷火平|为苏57研制新座舱:可防核爆光辐射,只有中美能造?俄罗斯不服气