F22座舱盖用什么玻璃?为什么F35多了加强筋?飞行头盔更是黑科技

坊间纪实 2022-03-03 10:49:36

战斗机座舱玻璃代表着一国玻璃制造的最高水准,足以承受1.8公斤异物以650公里每小时的速度撞击而不破损,同时还要耐高温、耐低温,在具备90%以上的透光性的同时,还要有良好的走光性,这在技术上是相互矛盾的,可二却完美地呈现出这一黑科技玻璃。

酷炫的外表下到底有多少不为人知的秘密?这块玻璃到底有多厚多重,又是什么材料制城的,为什么F22一体成型的技术到F35身上却加装了一根加强筋呢?最早的战斗机座舱,那透光率绝对是100%,其奥妙就在于它是敞篷的,顶多前面加快风挡玻璃,那开起来真是拉风,好在速度不快,高度不高,飞行员咬咬牙也就挺过去了。

随着科技的进步,各类超音速战斗机满天飞,很多指标都超出了人体承受的极限,如果没有一个密闭空间,飞行员根本上不了天。所以战斗机全重的5%左右都贡献给了维生系统,这其中就包括座舱玻璃盖。第一代战斗机的座舱氛围活动舱盖和正面风挡。活动舱盖的材料是聚甲基丙烯酸甲酯,俗称有机玻璃,风挡是有机玻璃加胶片,加有机玻璃的三明治结构后来又有了更轻更坚固的聚碳酸酯,座舱盖就有了质的飞跃。素有国际战斗机之称的F16已经迈进了一体化结构。

座舱盖是由多种结构层融合而成,内表面是三到四毫米的有机玻璃,中间层为13毫米左右的聚碳酸酯,外表面先后采用了筋膜层、IPO膜层和半导电聚合物涂层。

那么问题来了,这些图层是干什么用的?对于一款隐身战斗机来说,气动外形可以设计成隐形结构,机身表面还可以涂装吸收雷达波的涂层,但是飞行员座舱就是一个巨大的雷达波反射,原机身涂层涂在座舱玻璃盖儿上,那飞行员啥也看不见了,所以就需要一个可以透光的特殊涂层,既可以吸收。雷达波又不影响飞行员视野,于是各种玻璃涂层就诞生了。

其中美式擅长使用氧化铟锡膜,用昂贵的真空层沉积法镀膜,厚度仅有十到20纳米,透光性极好,而且对座舱盖有极强的附着力。F22用的就是氧化铟锡膜,因为是一体化结构,整个座舱盖重达500公斤,单价高达100万美元。但氧化铟锡膜比较脆弱,寿命不长,座舱盖每两年就要更换一次。而毛式战斗机则大量使用了省钱的筋膜,筋膜透光性稍差一些,厚度超过十纳米,透光性还会大打折扣,但工艺简单,化学性能稳定,一旦镀膜可以使用很多年。

我们发现,不同战斗机的座舱盖在阳光照射下会呈现不同的颜色,这是因为镀膜材料的不同,筋膜呈现的是土豪金色,镀膜除了隐身作用外,还可以导电加热,用来防雾除冰。既然一体化座舱盖这么优秀,为什么大多数国家还采用滑盖式舱盖呢?理由很简单,因为造不出来呀。

即便有了座舱盖的材料,但是设计制作却并非易事,洛马公司曾透露,F22的座舱盖是整个项目里最复杂的,全件尺寸达到了史无前例的3米*1米*0.76米,仓盖全重500公斤,而厚度却不均匀,盖顶最薄的部分仅有20毫米,还要承受1.8公斤的异物,以一千零一十八千米每小时的速度撞击而不破损。

要知道,战斗机在超音速飞行时,舱盖表面温度高达110摄氏度。舱盖玻璃是既要抗热又要抗冻,前后大锯齿、隐身设计以及边缘的缝隙处理都要做到精益求精,所以有人曾说,再有20年我们也造不出一体化舱盖。一体化舱盖虽是黑科技,但奇迹总会出现。

歼20刚亮相就是一体式座舱盖,但没过多久又改成了F35一样,中间加了一根加强筋,这到底是技术倒退还是画蛇添足呢?

舱盖即是飞行员的金钟罩,又不能影响飞行员弹射逃生。一体式座舱盖儿虽然颜值高,但过于厚重,飞行员紧急逃生得先启动两台小型抛盖火箭,把座舱盖抛掉才能弹射逃生,整个反应时间已经控制在0.3秒以下,但是即便是零点几秒的延迟,对于飞行员来说都可能是致命的。

而舱盖内部多了一个加强筋,就可以恰到好处地分配前后舱盖的薄厚。前舱盖要有足够的强度和防撞能力,厚度可以加大,而顶部为了方便逃生,可以设计的更薄,让飞行员可以直接穿盖弹射逃生,既不破坏战机整体的隐身性能,也不影响飞行员的驾驶视野。

而且座舱盖工艺采用一次注射成型,前后仅需一小时,那么飞行员想要看得更远就必须站得更高吗?飞行员除了座舱盖保命外,还有一样法宝,不需要飞得更高就能看得更远,他就是这个头盔,别看这个头盔只有四斤多,可价格却赶得上一辆法拉利,有了它,飞行员就有了透视功能,根本不存在视野盲区,那是看哪儿打哪儿。

其中一款更高级的头盔后勺上有好多点点,这些点就是红外发射管,具备大角度离轴投瞄功能,不管飞行员在什么位置,什么角度,战斗机都一清二楚,只要飞行员想看到的都会传输到头盔上。

F35的头盔是量身定制,当然定制的并不是整个头盔,而是头盔里的内衬,因为头盔显示器是要与瞳孔的对齐精度保持在两毫米以内,但凡飞行员换个发型可能就不合适了,所以电脑会扫描每一位飞行员的头型,根据头型打造出贴合度很高的内衬。F35的头盔是外贸品。

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