在7月30日举行的庆祝中国人民解放军建军90周年阅兵中,歼—20战机三机编队呼啸而过,令人振奋。歼—20是我国自主研制的首型第四代超音速隐身战斗机,这是其去年在第11届珠海航展首次公开亮相之后,第一次以战斗姿态展示在世人面前。

歼—20三机编队呼啸而过

  在直播画面中,可以看到歼-20座舱内视野非常开阔,感觉就像没有座舱玻璃存在。那么,歼-20究竟使用了怎样先进的座舱盖技术呢?

歼-20使用加装加强筋的一体式先进座舱盖

  一般来说,第四代战斗机的座舱盖应该具有高透光性,透光率要大于90%。同时还要具有良好的阻光性,即座舱盖材料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。

  由于第四代战斗机具有超音速巡航能力,所以座舱盖还要有高强度,例如美国F-22战斗机的座舱盖可以承受1.8公斤异物(飞鸟)以650公里/小时速度的撞击。在1992~2008年,我国军用飞机因鸟撞造成20起严重飞行事故和210起飞行问题,导致18架飞机坠毁,12名飞行员牺牲,所以中国高度重视战机鸟撞问题,规定第四代战机在以海平面最大巡航速度(通常为900公里/小时)飞行时,被1.8公斤质量的鸟撞,复合材料表面应不出现大于2.5毫米的凹坑,金属材料要求1400公里时速鸟撞不被击穿,这对于全机金属/复合材料和舱盖材料强度的要求相当高。

  另外,先进座舱盖还要耐磨,重量轻,并有一定的经济寿命,例如美国F22战机的座舱盖透明体造价高达40万美元一个,加上框架组件的总价突破了100万美元,而且座舱盖并非全寿命部件,每隔一到两年时间就要更换,这是一般国家承受不起的。

歼-20座舱特写

  早期歼-20战机的座舱盖,与美国F-22战机的座舱盖技术相同,都是一种多层复合材料的整体式无框座舱盖。这种舱盖的材料为丙烯酸酯和聚碳酸酯复合结构,丙烯酸酯材料具有良好的透明性,透光率达到90%,接近高级光学玻璃的性能。丙烯酸酯材料的重量比较轻,密度仅为老式座舱盖无机玻璃的50%,所以可以加工的很薄。但这种材料的耐冲击性和耐温性较差。而聚碳酸酯材料具有高透光率、高折射率、高冲击强度、高变形温度,稳定性好,易加工成型等优点,但长期暴露于紫外线中会发黄,而且耐磨性差。

  一体成型座舱盖是综合了两种材料的优点,将多层丙烯酸酯和聚碳酸酯材料层合后压叠成型。早期使用传统的复合材料压力成型法,因此做一个F22那样的座舱盖,一层一层压,全套工艺耗时一个半月,成本相当高昂。最先进的做法是一次注射成型,尽管注射成型法是一种普通的有机玻璃制品传统工艺,但丙烯酸酯和聚碳酸酯是不同材料,还能做到注射成型而各层不乱,这就考验技术了,这是中国和美国都密不外传的手艺,目前俄罗斯都没有这种注射技术。

  歼-20战机原型机和美国F-22战机都采用抛盖弹射。战斗机飞行员在拉动弹射手柄的时候,同时启动一个联动机构,该联动机构促使座舱盖先解锁,接着抛掉座舱盖,之后座椅弹射机构才开始工作。这种抛盖式弹射救生的方式在很多第三代战机上也有采用,例如美国F-16战机也是抛盖式的整体座舱盖。

是技术退步么:为何歼20漂亮的水泡式座舱盖改为土气的有框结构

F-35采用穿盖弹射方式,贴在内侧的即为爆破索。

  穿盖弹射的一个核心技术在于柔性传爆索,是采用微爆索穿盖弹射救生系统,在弹射座椅接触舱盖透明件前,微爆索爆炸工作,使舱盖透明件产生破裂和初始裂纹,然后依靠座椅的穿盖器来完成弹射通道障碍的清除,此时飞行员穿过碎片区时可能会被割伤,不过气流会吹离碎片,再加上头盔、面罩等护具的保护,这种风险被降至最低。

  歼-20的座舱盖反映了中国战机舱盖技术和航空玻璃制造技术的进步,而其第一次以战斗姿态展示在世人面前,标志着人民空军向着空天一体、攻防兼备的目标迈出了新的步伐。(赵清建 整理)

歼-20闪耀朱日和阅兵 一体化座舱盖有何玄机?

图文简介

歼—20是我国自主研制的首型第四代超音速隐身战斗机,这是其去年在第11届珠海航展首次公开亮相之后,第一次以战斗姿态展示在世人面前。