座舱|这块玻璃只有美国能造,中国20年都别想搞出来!2年后中国来打脸( 二 )
这种设计对座舱盖的制作工艺要求不高 , 但是会影响到飞行员的视野 。
随着第三代战机的登场 , 新的水泡式座舱盖形式也出现了 , 顾名思义 , 整个战机座舱就像一个透明的水泡 。 美国的F-15、F-16 , 苏联的苏-27 , 法国的"阵风"战斗机都采用了这种结构 。
水泡式座舱盖由整体式圆弧风挡和可开启的水泡式活动舱盖组成 。
其中F-16战斗机的座舱盖已经无限接近一体式座舱盖的水平 。
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F-16座舱
这样的座舱为飞行员提供了其他战机无可比拟的全向视野 。
飞行员的上半球视野达360度 , 一侧至另一侧为260度 , 前后为195度 , 侧下方为40度 , 前下方为15度 。
到了第四代机 。 最新的座舱设计就是以中美两家独二无三的一体式舱盖 。 主要代表是歼20、F-22、F-35 。
除了提供近乎无死角的视野 , 一体式座舱在隐形方面同样具有强大优势 。
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因为一体式舱盖和整个机身完美融合在一起 , 座舱盖增加的RCS(雷达反射截面)几乎可以忽略不计 。
对于需要认真考虑隐身性的飞机来说 , 座舱盖的外加固边框必然会突出舱盖有机玻璃一些 , 这样一来 , 突出的部分就成为了雷达波的天然反射器 , 会增大飞机的RCS 。
而对于无框式座舱盖来说 , 只要在座舱盖上涂上一层特殊材料 , 就可以用其几何外形保证雷达波向各个方向散射 , 而不会在某个方向上聚焦 。
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既然一体式座舱这么好 , 为什么其他国家不采用呢?比如俄罗斯的苏57 , 使用的依然是分体"滑盖式"舱盖 。
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原因很简单 , 因为造不出来 。
现代战斗机对座舱盖的要求极高 , 特别是最新的四代隐身战机 。
首先透光率要好 , 必须达到90%以上 , 而且在透光的同时 , 还要能够阻挡紫外线和红外线 。 同时 , 座舱盖的强度一定要足够坚固 。 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 。
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▲F-16和飞鸟相撞另外舱盖还要耐高温 , 而当战斗机飞行速度超过2马赫时 , 座舱盖外部温度可以达到110℃ 。
这样几条苛刻的要求 , 一般的材料根本无法满足 。
现在很多人看到战斗机的透明舱盖 , 第一反应就是:好大一块玻璃!
最早的座舱盖确实使用的是经过物理或化学钢化的特制无机硅酸盐玻璃 , 与透明塑料胶片经复合制成三明治层合结构 。
但是因为玻璃是脆性材料 , 工艺性能比较差 , 而且很难制作成复杂的曲面 , 一不小心就做成了哈哈镜 。 飞行员从驾驶舱看过去 , 外面的情况全部都变形扭曲了 , 这无论如何是不能接受的 。
而且玻璃还有一个重大的缺陷--太重了!
在空间与重量有限的战机上面 , 把大量重量耗费在座舱玻璃上 , 实在是极大的浪费 。
现在战机座舱最常见的制作材料有两种 。
第一种是丙烯酸酯类材料 , 其光学性能优异 , 透光率接近用于高级光学仪器的水晶 , 高达90%以上 。 其中聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)可见光的透射率达到92% , 浑浊度不到2% 。 而PMMA就是我们通常说的有机玻璃 。
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