歼20的座舱盖为什么不是一体成型?

刘燕媚


歼20座舱盖不是一体成型?请看下图便知分晓。



通过上图歼-20开启座舱盖我们可以明显看到 歼20座舱盖前部其实是增加了一个加强框设计,并非是传统三代机普遍使用的两片式座舱盖,而为一体化加强框结构,有别于美国F-22座舱盖的一体化无框结构。而事实上,从2001号、2002号验证机初次公开亮相开始,歼-20座舱盖便是采取类似于美国F-22一样的一体化无框结构,即俗称的水滴型座舱盖。无框座舱盖取消了前部隔框,整体如同一滴水珠,可令战机飞行员拥有一个全方位无死角视野,便于观察,具备很大的近距离格斗优势,但缺陷也很明显,首先它对材料要求高、造价昂贵,目前在世界上也只有美国的F22仍在采用此类设计。

战机的座舱盖在制造工艺和材料要求极为苛刻,既要具备透光性,又要兼顾遮光性,还要有轻质性、耐磨性、具备高强度抗冲击性能,并且要有很好的耐温、保温性能。传统的战斗机座舱盖,多使用多层有机玻璃机构,采用压力成型法制造,一层层的压制成一个整体,需6周时间,方能压制成型,耗时长,但工艺要求较低。注射成型法速度快,仅需一周时间,但工艺要求极高。 F-22的座舱盖使用注射成型法制造,将两种高分子材料(即内外两层采用了环境适应性好、强度较低、具有透光性的丙烯酸酯,中间的夹层采用了环境适应性稍逊、强度较高、具有耐温性的聚碳酸酯)一体化注射成型,实现两者优势互补,并且要实现层次分明、清晰、均匀,且强度高,工艺难度极大,人力、技术成本高,F22的一个座舱盖造价为40万美元,若要加上后期的金属镀膜和上框架组件,则可达到上百万美元。歼-20早期座舱盖制造工艺结构与F-22基本相同,同为多层复合材料的一体化无框结构即为丙烯酸酯和聚碳酸酯复合结构,采用注射成型法制造 ,目前仅有中美两国掌握此项先进工艺。但一体化无框座舱有一项明显的弊端,即为了保证整体强度需将座舱盖加厚加重,美国F-22战机舱盖顶部最薄的地方也有2公分,整个座舱盖的重达500千克,这对一向讲究减重的战斗机而言显得矛盾。 直到歼-20的2011号原型机面世之时,不同于2001号验证机 其座舱盖已变为一体化加强框结构。在根本构造上仍是一体化成型的水滴式舱盖,但是在中部安装了加强框,在不影响飞行员视野前提下,有效提高了强度,因而可以大幅度降低座舱透明件风挡部位的厚度,降低整体重量。同时也在一定程度上减少了工艺制造和材料要求方面的难度,降低了制造成本。
歼-20一体化加强框座舱由于增加了加强框设计,提高了强度,减少了厚度,可在舱盖顶部安置爆破索,紧急时刻可实现穿盖式弹射逃生。穿盖式弹射是舱盖爆裂和弹射同时进行的,先用舱盖上的爆破索将座舱盖切割破坏,然后用椅背穿盖而出,这就要求座舱盖不能太厚,同时要保证座舱盖的强度,这就需要有加强框设计。同时歼-20还配置了抛盖式弹射逃生系统,抛盖式弹射的时候需要等座舱盖抛出后才能弹射,有零点几秒的延时,这在某种特殊情况下对飞行员是致命的,但相对而言无爆破索产生碎片的伤害威胁。

图为歼-20舱盖顶部的爆破索:




F-22为使抛盖时间更短,在座舱盖前缘安装了小型的抛盖火箭,系统反应时间控制在0.3秒以下。
歼-20
为了缩短抛盖时间,增加飞行员逃生几率,也配置有抛盖弹射所需的小型抛盖火箭。

歼-20得益于一体化加强框座舱设计,可同时配置穿盖弹射和抛盖弹射两套逃生系统,可大幅提高飞行员紧急情况下的逃生几率。为飞行员逃生多提供了一项有效选择,避免危急时刻因一套弹射逃生系统失灵发生故障而导致飞行员牺牲的悲剧发生。而相较之下F-22因座舱加厚加重只配置了抛盖弹射系统,导致了曾经发生过这样的囧况:由于座舱盖系统失灵,也无法进行抛盖逃生,导致了飞行员被困在座舱长达五个小时之久,最后叫来了消防队员,用电锯的方式简单粗暴地锯开了座舱盖。也幸亏是在战机停靠机场的时候失灵,如果是在飞行故障弹射逃生时失灵,恐怕就不是飞行员被困,而是机毁人亡的惨剧了。



前车之覆、后车之鉴,美国新锐五代战机F-35在座舱盖设计上采取了与歼-20相同的一体化加强框结构,配置了穿盖爆破弹射系统:

所以,歼-20的座舱盖采用一体化加强框结构设计,是一项富有前瞻性、全面性的明智选择。也由此决定了我国歼-20在座舱盖设计方案从参考美国F-22到果断创新、实现弯道超车的跨越式发展。


无语胜似有语


歼20的座舱盖当然是一体成型的整体式座舱盖,但是他增加了一个加强框,这一设计和美国的F35是一样的,为什么这么设计?这要从F22一次倒霉的事故开始说起了。

歼20一开始也使用了和F22一致的完全透明的一体化座舱盖。

F22的整体式舱盖非常的前卫,他的主要战术作用就是增加飞机的隐身性能,提高飞行员的视野,使飞行员在看侧方目标的时候没有遮挡,也就是这两个作用了。前一个作用是因为座舱盖一体成型,没有留下缝隙,也没有留下外部的连接设备,因此非常的流畅光滑,利于隐身,后一个作用的实现,相信开车的朋友都有理解,没有框就能提升很大的视野。

F22飞行员被困了4个小时才被消防员用电锯锯开座舱盖救出。

但是这么设计有他的弊端,也是一开始没有想到的。F22一开始用一体式舱盖,大家高呼先进,但是这个舱盖为了提高强度,做的非常厚,因为他自己就是自己强度的保证,没有其他的加强措施,因此一个座舱盖的重量就高达半吨左右,这对飞机而言显然是太重了。这么重的舱盖,偏偏F22是采用的抛盖弹射的方式进行飞行员弹射,这就埋下一个隐患。

别看有加强框,但是他依然是一体化舱盖,加强框在舱盖之内,F35也是这样的设计(下图)

那就是盖子抛不掉,一旦抛盖失败了,飞行员就撞上了座舱盖,脖子骨折不说,人也出不来。这个事故最终还是发生了,在一次事故中,F22的飞行员被困在座舱中出不去了,最后还是地勤人员用了电锯锯开座舱盖,才把飞行员拉了出来。吸取了这一教训,美国已经在后来的F35战斗机上改变了设计,这一设计和歼20是一样的。

歼20舱盖上的爆破索清晰可见。

什么设计呢?就是一体化舱盖不变,还是一体化的,外部也是平滑光亮的,不影响隐身,然后内部加上加强框,因为需要改变弹射方式,改为穿盖式弹射,也就是把飞行员头顶的座舱盖用爆破索炸开,让飞行员从缺口处弹射出去。这就要让座舱盖在飞行员头部的后方部分厚度减少,这样同样带来一个好处,那就是座舱盖整体重量下降,不会影响飞机机动性,还有一个好处就是造价降低。

苏57战机的座舱盖使用了滑盖式打开方式,这一方式就显得保守了。

也就是说,通过增加加强筋,减小了座舱盖的厚度,增加了爆破索,改变了飞行员弹射出舱的方式,同时还提升了飞机的作战性能。这么好的思路,为啥不用呢?于是我们看见,歼20和F35等新五代机都采用了这一设计,F22是想改都来不及了。倒是俄罗斯的苏57,那才叫根本不是一体化舱盖,还是用的滑盖出舱的方式,这才叫落后和保守呢。


海事先锋


歼20放弃一体无框座舱盖是权衡成本与收益后合理的选择。

随着歼20服役数量越来越多、曝光率越来越高,其细节也呈现的越来越详细,而歼20座舱盖设计也引起了广大军迷的关注。歼20目前采用的有框座舱盖,也被某些吹毛求疵的军迷认为其不如竞争对手F22。

其实在最早的验证机阶段,歼20也是采用了高大上的一体成型无框座舱盖,与F22一样。但是在原型机阶段就改为了有框座舱盖,并且在正式的生产型中保留了下来。这说明我国有生产一体成型无框座舱盖的能力,只是因为种种原因没有使用。

美国F16是世界上第一种使用一体成型无框座舱盖的战斗机,作为一种重视格斗性能的三代机,一体成型的气泡座舱盖为F16提供了360度无死角的视野。

F22继续沿用一体成型座舱盖,并且做了减阻修型处理,在保证视野的前提下,飞行阻力更小。

一体成型无框座舱盖由于没有隔框阻挡,能够为飞行员提供360度无死角的视野,对于在近距格斗中快速发现目标、地面目标识别以及起降阶段观察好处多多。一体成型无框座舱盖也有一些与生俱来的缺点,比如:

1、生产难度大、成本高。一体成型座舱盖需要满足抗光学畸变、抗飞鸟撞击、抗气流冲击等条件,尤其是抗光学畸变性能,需要在巨大的不规则玻璃体上满足,需要很高的加工能力。

2、由于没有加强框,一体成型座舱盖为了获得足够的强度,不得不做的很厚,弹射时只能采用抛盖弹射方式。与穿盖弹射相比,抛盖弹射需要耗费的时间更长,显然不利于提高弹射成功率。

正在弹射的美国空军雷鸟飞行表演队的F16,在弹射时首先是座舱盖一周的爆炸螺栓依次起爆抛掉座舱盖,然后弹射座椅启动。

而有加强框的座舱盖可以做的相对薄一些,使用穿盖弹射方式,在弹射时座舱盖顶部的爆破索炸碎座舱盖后弹射座椅火箭即可启动,弹射速度更快。

而且,采用一体成型无框座舱盖的最大好处就是在格斗中的态势感知能力更好,但是歼20突出隐身、态势感知和超音速机动性能,追求超视距空战能力,近距格斗的权重降低,因此采用一体成型无框座舱盖成本大于收益,这与歼20暂时不装机炮如出一辙。


从此萧郎是路人甲


座舱盖内部装的那个东西并不是加强框,观察稍微仔细一点,你就发现座舱盖在这个地方并没有被“加强框”一分为二,座舱盖在内外表面上仍然是连续的。这个像“加强框”一样的东西,只是在座舱盖内表面用人为粘贴的方法粘了一圈东西,有点像贴了一圈胶布。

我国歼20、美国F22和F35都是一体成型座舱盖,制造技术相当高。俄罗斯苏57的座舱盖不是一体成型的,风挡区域和后半部分是分开的两个独立部分。前风挡固定在飞机上不动,后面的座舱盖可以前后移动。

F22

F35SU57
歼20

歼20的座舱盖有一圈“加强框”,F35的座舱盖也有一圈“加强框“,但是F22却没有。以美国的技术,F22的座舱盖都一体成形了,F35的没有任何技术问题。也绝不可能是偷工减料,座舱盖关乎飞行员的生命安全,没有人敢在这上面做手脚。

科学的解释:这是一种更先进的座舱盖,更薄、透光率更好、强度更大、可以采用穿盖弹射的方式应急离机。那一条类似于”加强框“的是座舱区域分隔带,可以控制座舱盖破裂区域,弹射时提供更安全的弹射通道。

歼20的座舱盖厚度并不是均匀的,前方风挡区,座舱盖更厚,座椅周边座舱盖较薄,所以可以采取区域爆破的方式炸掉座舱盖,清理弹射通道。


风挡区座舱盖很厚,如果也要炸开,需要更多的炸药,爆炸时危及飞行员的生命安全,炸开风挡的炸药量就把飞行员炸死了。所以歼20并没有在风挡区布置爆破索,布置在前方的爆破索也紧贴分隔带布置。分割带的存在会使座舱盖爆破时断面更整齐光滑,不会炸不透或炸开后座舱盖有锋利的毛边。这样做还是从飞行员的安全角度考虑的。

F22的座舱盖很厚,微爆索炸不烂,所以F22采用的是抛盖弹射的方式,座舱盖前面有两个抛盖火箭,弹射时抛盖火箭把座舱盖向后抛掉。等到F35的时候,座舱盖已经可以做得足够薄,可以采用穿盖弹射的方式了,所以F35采用的是向前打开的座舱盖加爆破索。

F35的爆破索沿分隔带布置


歼20采用的是双保险方式,既有抛盖弹射也有穿盖弹射。抛盖弹射时万一爆破索没有工作,抛盖火箭会把座舱盖整体抛掉。

F35就不行,如果爆破索没工作只能靠座椅把座舱盖硬顶开,座椅上的飞行员就有危险了,很可能在座椅顶开座舱盖的过程中,被划得遍体鳞伤。歼20就没有这个风险。

早期歼20并没有布置爆破索采用的是抛盖方式,后期座舱盖更先进,增加了穿盖弹射系统


歼20的座舱盖是一体成型的,那一圈分隔带不是加强框,也不是工艺落后的标志,相反,歼20的座舱盖是世界上最先进的座舱盖,既有F22的抛盖系统,也有F35的座舱盖爆破系统。

有些人太妄自菲薄了,总觉得不同之处就是落后之处,殊不知,歼20一出,世界震动,不知有多少国家正在研究和模仿。不要再跪地上膜拜美国、俄罗斯、和欧洲战斗机了,歼20比他们强!


一坑四弹


细节出精神,在经历了黑丝带的群情振奋以后,人们开始审视歼-20的细节,如2018年的开舱,让人无不叹服于威龙有威,那是钢钢的,非常出色的。所谓以小见大,知微方能知著,那么座舱盖设计得如何?是不是一体成型呀,我们以图说话,如图,没有丝毫疑问,致说水平如何,就不得不从座舱盖的要求来说一说。要有透光性,又有遮光性;要有保温性,又要有耐温性;要有耐冲击性,要有耐磨性,要轻质性,又要良好的加工性,要成本低廉,又要有耐用性,要有隐身性,等等吧,说起来容易做起来难,每项都需要很高的技术,在材料研制,在视野开阔,在安全设计等方面,必有大国工匠精神寓其中。人讲,是座舱盖,树起了大气磅礴的中国范儿,原来我们也可以这样先进呀。总见有些人跪下即扶之不起,正像人讲的,研制一个先进的座舱盖容易,但要树立部分人的自信心难度极高,啊,没事没事,歼-20的座舱盖挺好的,地下太凉,还是起来吧。

★不比不知道。F-22飞行员曾被困舱内长达5个小时,最后没办法,用电锯生拉生切,才将飞行员取了出来,要问为何这样,技术复杂!那么飞行200小时就要更换价值超过100万美元的座舱盖,有时所为何故?答道以利隐身。飞机复杂得没有实用型,技术先进得没有多少个飞行小时就要更换,话说到底是先进还是落后呀?要认真仔细扒一扒飞行员的座舱设计,还是蛮先进的,当时还是领先的,两种材料做成一个夹心的三明治,外施隐身镀膜,其注射成型工艺,一小时即得,足证美国做为科技强国,那还是有两把刷子的。飞行员紧急出舱,使用导爆索的方式,采用抛盖式技术,不谓不先进。F-35采用穿盖式设计,有重量轻,穿盖快的特点,成为主流设计,被歼-20借鉴参考。所谓不比不知道,要对比,才能看出美国技术的强大。

★一比吓一跳。再看苏-57的座舱,使用等离子化学沉积法制作,与美国材料没有大的不同,皮实结实易维护,耐磨性好,成本低廉,虽说脆性大一点,韧性差一点,不过做得厚一点,就可搞定。所谓条条大道通罗马,俄军工那还是非常踏实的,别看现在国力下降,经济能力不成,但要搞的好,不能说就搞不成。然而细审之下,还是有些粗焅的吧,没有那么多的钱,总在细节上能露出马脚来,如图,可以理解为不怎么重视隐身,也可以说没钱所致,外观有一丝丝马虎,好在作为实验机,没有什么。功力还是不错的,不能说差一点事就如何了。大多数时候很无奈,让人有一看吓一跳的感觉,怎么能这样,真正考验技术的还是座舱盖的研制,可以说功力绝对不同凡响。

★细节出精神。歼-20也使用了穿盖式设计,后舱盖就不能做得太厚,为利穿射,做了一根加强筋,主要为的提高安全性,但不影响飞行员的视野,国际上的评价,歼-20的视野正是最棒的。要问使用的什么材料,我们保密,总之不差,在多项性能上达了标,这就可以了。我们所知道的,尽管使用材料不错,充满了黑科技,但价格绝对没有F-22和F-35那样高,(不需要两年一换),成本低,不用更换,更不用电锯生拉,这是要考验技术的。歼-20本为高端机来打造,仅以座舱盖而言,没有美国五代机的缺点,而兼具了其优点,进步可谓不小,这些年进步快,歼-10即使用了水泡式座舱盖,外销型“枭龙”用和注射成型舱盖,就得到了国际同行们的高度评价,所以到歼-20,座舱盖采用注射成型工艺,并不奇怪。不积跬步无以致千里,我们经过多年积累,发展还是有成的,并且进步相当之大。


魂舞大漠


歼20的座舱盖也是一体成型的,例如它开合的过程与F-22并无两样,歼20的座舱盖也是不可分离的一个整体,与两段式座舱盖有着根本的区别,只是比F-22的座舱盖多了一个加强框而已,但仍旧是一体化座舱盖的一种。

对比F-22,歼20的座舱盖更薄、更轻,为了弥补玻璃变薄后的强度损失,才多了一个加强框而已,但两者的制造技术要求是一样的。因此,歼20的座舱盖同样需要高超的加工工艺和材料技术,换句话说,美国生产F-22座舱盖的技术,我们全都掌握了。通过以下对比可直观地感受到两者的相似性。

歼20座舱盖开启状态,可见整个座舱盖是不可分的一体化设计。F22战斗机的座舱盖开启状态,可见和歼20的座舱盖并无两样,就是少了一个加强框而已。
F-35B座舱盖开启状态,与F-22和歼-20的整体样式一致,只是开启方向略有不同而已。F-35A座舱盖开启状态,可清晰的看到它的加强框,这一点与歼20的设计一模一样。以上展示的战斗机座舱盖都是一体式设计,也是气泡式座舱的一种,加工技术和材料性能也基本一致,差别只是多了一道加强框而已。

下图苏-57战斗机的座舱盖,这才是经典的两段式设计,很明显和歼20不是一个流派。这种两段式座舱盖也是有很大优势的,首先玻璃加工简单、生产成本低廉且重量更轻,性价比更高。此外,气泡型的一体化座舱盖无法涂抹隐身吸波材料,隐身性能未必能和两段式舱盖相比。苏-57到底还是一款追求高性价比的五代机,它的座舱盖设计追求外形简约、成本低廉,这都是气泡型一体化座舱盖满足不了的。

苏-57是纯正的两段式座舱盖设计,也叫分离式座舱盖

而歼20可不是一味省钱的战斗机,它在设计阶段就摒弃了两段式座舱盖,之所以没有选择F-22那种不带加强框的座舱盖,是因为发动机的马力不足,设计人员必须想尽一切办法为机身减重,只好放弃笨重的无加强框式座舱盖。

(歼20的早期验证机也使用一体化座舱盖设计,但之后被舍弃了)

歼20早起的几架原型机使用的是俄制AL-31-99M2,加力推力仅有15吨不到,两台发动机只能提供约30吨的推力,明显无法让最大起飞重量39吨的歼20实现超音速巡航,换用国产涡扇-10B之后也很难有太大提升,因此在量产阶段舍弃了一体式座舱盖设计,而涡扇-15或许能彻底解决推力问题。

(歼20还没有等到自己专用的发动机)

相比之下,F-22最大起飞重量约有38吨,但它的F-119发动机加力推力可达17.7吨,整体上超出歼20战机5.4吨的推力。有了充足的动力F-22的设计师才敢无所谓的浪费吨位,使用更厚、更重的无加强框式一体化座舱盖也就不奇怪了。(F-22的动力很充足)

当然,并不是每一款美式战斗机都有如此富裕的动力,F-35最大起飞重量31吨,但它唯一的一台F-135发动机仅能提供18吨的最大推力,尽管洛克希德曾声称这款发动机的最大推力已经提升到20吨,但对比31吨的巨大体重还是显得推力不足,因此F-35也使用两段式座舱盖,与歼-20的座舱盖一模一样。(F-35也深受动力不足的困扰)


兵器世界


首先纠正题主的说法,现在服役的歼20的座舱盖看起来像是两块,其实歼20的座舱盖一直都是一体成型的,看看现役歼20座舱盖打开的图片就知道了,而且现役歼20座舱盖还是目前世界上最先进的座舱盖系统。

大家都知道美国的F22采用的一体式座舱盖,加上镀金膜,看起来非常漂亮。一体式座舱盖对于飞行员来说视野开阔,便于观察周围的空域,另外对于隐身性也有一定的帮助,事实上在歼20原型机第一批次比如编号为2001,和2002的原型机,座舱盖没有加强肋,的确采用了与F22相同的设计,但是在第二批次的原型机以201X编号的歼20座舱盖采用了加强肋,也就是题主说的加强框,采用这样的设计并不是我们整体式座舱盖技术不过关造成的,恰恰相反,采用新的座舱盖设计是在第一批次原型上不断优化改进的结果。

为何歼20座舱盖有加强肋,主要有一下几点。

首先,歼20的加强肋是安装在座舱盖里面,被非金属材质的座舱盖包裹,不会对隐身性造成影响,在视野上由于歼20和F35都有EODAS,自然不会造成多少影响,而EODAS是F22没有的。另外安装加强肋可以减轻了整个座舱盖的重量,降低成本。采用了加强肋后,座舱盖厚度相比原来会有所降低,成本和重量自然也降低了,由于有加强肋的存在,其抵御外部冲击能力并没有降低。所以现在不光歼20采用这种设计,美国的F35也采用同样的设计。

其次提升了飞行员的生存率。歼20飞行员在弹射时有两种方式,第一种整体抛盖弹射,同F22相同。第二种爆破索破盖弹射,这种方式与F35相同。歼20综合了F22和F35两个弹射方式,更加保险,提升飞行员生存率。美国的F22曾经发生一次事故,战机座舱盖落地后无法打开,连抛射系统都失去作用,在被困了5个多小时后,最后不得不用电锯锯开,可见抛射这种方式也不是100%保险。

▲F22的一体式座舱盖,采用抛盖式弹射,注意看座舱盖坐前面的白色抛盖火箭助推器,现役的歼20有同样的装置

▲F22座舱盖打开失灵,抛盖系统失灵,可怜的飞行员被困几个小时,看他那可怜的小眼神

▲不得已强力拆盖,价值40万美元的盖子(不含边框,架边框100万美元)就这么废了

而加装爆破索的话,座舱盖就不能太厚,太厚的话需要增加爆破索威力,这样可能会伤到飞行员,毕竟头顶上有炸药看着都瘆得慌,要是威力再大点就更担心了,现在歼20的座舱相比首批原型机薄了不少,爆炸索威力也更好控制,这也是为何F22一直未采用爆破索的原因。

▲F35和歼20座舱盖的爆破索

综上各种原因,歼20座舱盖安装了加强肋,既降低成本,有提升飞行员生存率,一举多得,是目前最先进的座舱盖系统,


军备时刻


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,F-16战机的座舱盖后部有加强框,所以属于准无框。

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。

当初歼-20隐身战机的首批两架验证机也是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,引起外界的热议,有说法认为这是因为中国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,要知道,美军最新的F-35隐身战机也取消无框整体座舱盖,同样在无框整体座舱盖的前部加装有一个加强框。这自然说明无框整体座舱盖并不是最佳设计。F-22A隐身战机的无框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,它的设计厚度达到20毫米,整个无框整体座舱盖变得非常笨重。而且因为过于厚重,所以F-22A隐身战机不能采用穿盖弹射技术,而是采用抛盖弹射技术,后者在紧急弹射时要比穿盖弹射耗费更多的时间。

而F-35隐身战机在无框整体座舱盖内增加一个加强框,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,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。歼-20隐身战机基于同样的考虑,才改进无框整体座舱盖设计,那还有什么理由怀疑它的技术水平呢!


科罗廖夫


首先,要纠正一下,歼-20的座舱盖只是在中间加了一条加强筋,在外面看起来好像是两半的,然而实际上歼-20的座舱盖还是一体成型的。对比歼-20的早期型号可以发现,早期的歼-20座舱盖上是没有加强筋的,类似于F-22的那种水泡式的座舱盖,显得十分的科幻与帅气。可是为什么现在的歼-20要把座舱盖换成现在这样的呢?是技术不成熟而做出的妥协吗?

答案当然是否定的,我们细心观察一下F-35的座舱盖就会发现,F-35也没有沿用F-22的那种水泡式座舱盖。而是与我国的歼-20如出一辙,采用的也是带加强筋的座舱盖。实际上两种形式的座舱盖无所谓哪个更先进,各有优缺点。

水泡式座舱盖除了更好看之外,就是没有任何遮挡物,不会影响飞行员视线。这可以大大提高飞行员的战场感知能力,有助于飞行员在战斗中更快更准确的做出反应。不过由于现代战机的飞行速度很高,因此座舱盖就要在飞行中承受很大的力,而单单只用透明材质整体成型的水泡式座舱盖为了满足强度要求,就要做的很厚。

这就带来了两个问题,一方面,厚厚的座舱盖会增加战机的空重。我们知道战机的设计理念是为减轻每一克而奋斗。任何增加飞机空机重量的设计都会降低飞机的飞行性能,因此加厚飞机座舱盖的做法就很不讨人喜欢。另一方面,由于座舱盖被加厚,这使得飞行员在紧急时刻跳伞逃生变得十分麻烦。因为座舱盖太厚,不好直接炸开,因此就不得不选择先炸开座舱盖与机体的链接机构,把座舱盖抛掉,然后弹射座椅再启动,带着飞行员逃生。为了避免飞行员一头撞到刚抛开的座舱盖上,弹射座椅都是不能启动的太早,要等座舱盖完全抛开才行。虽说等待的这段时间也很短,可是在飞机出事 的时候,情况肯定无比紧急,即使很短的时间也完全有可能影响到飞行员逃生的成功率。

因此,类似于F-22的那种水泡式的座舱盖式好看但并不太好使的,那么怎么办呢?于是设计师们就想出了类似于歼-20的这种带加强筋的座舱盖。这种座舱盖仍然采用一体成型技术,虽然加强筋在一定程度上会对飞行员的视线造成影响。但是相比于传统的那种两半式的座舱盖来说,这种影响已经非常的小了。而且由于中间有加强筋,大大改善了座舱盖的受力情况,这样座舱盖就可以做的很轻薄。从而减轻飞机的空重,提高飞机的飞行性能。另外,我们可以看到这种使用了加强筋的歼-20座舱盖上都有弯弯曲曲的花纹一样的东西,那就是导爆索,说明座舱盖做轻薄以后,现在的歼-20已经不再采用抛盖弹射逃生的方式了,而是采用穿盖弹射逃生的方式。在紧急时刻,导爆索把座舱盖的顶部炸成碎片,于此同时,弹射座椅启动,带着飞行员弹射逃生,不需要任何等待的时间。


云端风火


其实,歼20的座舱盖是另一种“一体成型”设计,是一种新的“高科技”。

从第一架验证机开始,歼20一直就是如假包换的一体成型整体式设计;虽然其具体形态在研制过程中发生了一些变化,但是一体成型这一点却始终都是毋庸置疑的。之所以有的网友会产生误/解,主要是因为歼20在飞行员弹射逃生系统方面的改进给人造成了视觉上的错误偏差。

F22的土豪金无框整体式座舱盖

目前在全世界已知的五代机当中,采用一体成型整体式座舱盖的机型有F22、F35、歼20、鹘鹰2.0;另外苏57采用的是滑盖分体式座舱盖,鹘鹰1.0采用的是翻盖分体式座舱盖。在整体式座舱盖当中,又分为两种类型,一是以F22为代表的无框架气泡状整体式座舱盖。这类座舱盖由于没有金属框架的遮挡,飞行员的视野非常良好,而且外观效果科幻感十足。

歼20打破了“中国20年也造不出整体式座舱盖”的预言

歼20在验证机阶段采用的就是类似F22的整体式座舱盖,当然这种座舱盖的加工难度也是显而易见的。其由合成聚碳酸酯材料制成,具有很高的强度,同时还要兼顾保温、透光、抗冲击等特性,更重要的是大幅降低了雷达反射信号,被视为五代机不可或缺的关键技术。网上曾经有人信誓旦旦地宣称“中国再过20年也造不出F22的整体式座舱盖”,谁知还不到一年就遭到各种花式“揉脸”,实在是让人叹为观止。

F35带内框的整体座舱盖更加轻便实用

不过这种座舱盖也存在很大的缺陷,那就是太厚太重了,飞行员跳伞逃生的时候只能先炸掉座舱盖四周的连接结构,然后将座舱盖整个儿抛掉,最后飞行员才能弹射出来,花费的时间又长,安全系数也大大降低了。因此美国在研制第二款五代机F35的时候,果断放弃了这项看起来高大上的技术,改为带有内框架支撑的整体式座舱盖(从外面看上去跟传统的分体式座舱盖很像)。

歼20有样学样果断效仿之

这样一来,虽然战斗机的颜值的确受到了一定的影响,但是诸多的好处却是更加地实惠。首先座舱盖的厚度可以根据实际需求进行调整,比如前风挡位置最厚,又有内框架加强,既保证了飞行安全,又不影响隐身效果;而座舱顶盖就比较薄,并安装了导爆索,弹射跳伞的时候直接炸开舱盖,飞行员迅速穿盖而出逃之夭夭。其次减轻了战斗机的死重,降低了制造难度和制造成本。

飞行员可以从头顶导爆索的位置穿盖跳伞

如此一举两得的好办法,我们不充分发挥“后发优势”好好学习借鉴一番,实在是对不起鹰酱这块让我们摸着过河的好石头。于是尚处于试飞阶段的歼20,经过一番认真地对比权衡,很快就做出了果断地调整,从2011号原型机开始,歼20也改用了这种轻薄实用的新型整体式座舱盖,用最短的时间完成了美国从F22到F35的设计思路跨越。大家别看座舱盖虽小,技术含量却一点儿不低,因此五代机整体座舱盖技术至今只有中美两国才能掌握。


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