F35座艙蓋帶邊框很落後?其實是世界尖端技術,隱含太多黑科技
有很多網友不理解,認為F-35的座艙蓋有個明顯的加強框,這是不是落後的表現?其實提問者想問的應該是F-35隱身戰機為什麼沒有採用無框整體座艙蓋。目前全球只有美軍的F-22A隱身戰機採用無框整體座艙蓋,見不到任何邊框。此外美國的F-16戰機的座艙蓋後部有一個很小的加強框,所以屬於准無框座艙。
無框整體座艙蓋的優點就是完全取消座艙蓋的隔框,整個座艙蓋沒有任何結構會影響戰機的隱身性能和飛行員視野,可以為飛行員提供最大範圍的無障礙視野,提升飛行員對空中環境的感知能力。
美國F-22戰鬥機是整體式無框座艙蓋,充滿著夢幻般的美感。但是晚了很多年面世的F-35隱身戰機在座艙蓋的前部加裝一個加強框,看上去像是採用了傳統三代機普遍使用的兩片式座艙蓋。
這引起了外界的熱議,有說法認為這是一體成型整體式「玻璃」座艙蓋存在技術問題,無框整體座艙蓋技術不過關,質量不達標,所以不得不在後來生產中進行改進補強。
其實-35座艙蓋的變化,恰恰反映了座艙技術和航空玻璃製造技術的巨大進步。座艙蓋是否使用加強框,是一種技術上的選擇,並不是技術退步的標誌。
儘管F-22A隱身戰機的完全無框的整體座艙蓋擁有視野好,技術水平高等優點。但它也有缺點,那就是取消無框結構後,為滿足戰鬥機座艙蓋對強度的極高要求,座艙蓋的玻璃會非常厚。第四代隱身戰鬥機座艙蓋的強度要求較高,例如F-22戰鬥機的座艙蓋要求承受1.8公斤異物(飛鳥)以650公里/小時速度的撞擊而不破損。我國則要第四代戰機以海平面最大巡航速度速度(通常為900公里/小時)飛行時,被1.8公斤質量的鳥撞,座艙蓋不破碎,艙蓋表面不出現大於2.5毫米的凹坑。
第四代戰鬥機座艙蓋的技術要求特別高,應該具有極高的透光性,透光率要大於90%。同時還要具有良好的阻光性,即座艙蓋在允許可見光進入的同時,還要防止紅外線和紫外線的進入,這在技術上很矛盾,必須採用一些黑科技的秘密技術。
F-22A艙蓋玻璃的設計厚度,頂部最薄的地方都超過20毫米,重量高達500公斤,於是整個無框式整體座艙蓋變得非常笨重,儘管外表看上去酷炫無比。而且因為過於厚重,所以F-22A隱身戰機無法採用穿蓋彈射技術,而是採用了整體拋蓋的彈射技術,這種先拋蓋再彈射的方式存在很多缺點,在緊急彈射時要比爆破索 座椅尖錐頂穿的穿蓋彈射耗費更多的時間。
美國F-22戰機為使拋蓋時間儘可能的縮短,在座艙蓋前緣安裝了2台小型拋蓋火箭,可以使系統反應時間控制在0.3秒以下。但這個速度與爆破索打開的零延遲穿蓋技術相比還是有差距。零點幾秒的延時在某些特定情況下對飛行員是致命的。
而F-35隱身戰機都在無框整體座艙蓋內增加了一個加強框,加強框前部座艙蓋的設計厚度較大,可以保證座艙蓋的強度和防撞能力。加強框後部座艙蓋的厚度更薄,方便進行穿蓋彈射。
由於這個加強框是位於艙蓋內部的,沒有破壞無框整體座艙蓋的光滑玻璃表面,再加上座艙蓋有特殊的金屬隱身鍍層,能夠並沒有給戰機的隱身性能帶來太大影響,對飛行員視野的影響也微不足道。
這種改進設計減輕了無框整體座艙蓋的重量,方便進行穿蓋彈射,同時使得無框整體座艙蓋的設計製造難度、造價也有降低,可以說是一舉多得。美國F22戰機的完全無框式的整體座艙蓋綜合造價就高的嚇人,艙蓋透明體的造價高達40萬美元一個,再加上框架組件,總價突破了100萬美元。而且戰鬥機的座艙蓋屬於易損耗部件,並不是全壽命部件,需要每隔兩年時間就要更換,這是一般國家承受不起的。
而F-35隱身戰機就基於這種的考慮,才改進為帶有加強框的整體座艙蓋設計。而且,早期F-22的座艙蓋玻璃體的製造採用傳統的壓力成型,多層丙烯酸酯和聚碳酸酯材料層合後壓疊成型,全套工藝耗時一個半月,成本相當高昂。F-35的座艙蓋工藝更加先進,採用一次注射成型,把丙烯酸酯和聚碳酸酯兩種材料做到一次注射成型而且各層不亂,相當考驗技術,這是美國都密不外傳的尖端手藝,目前俄羅斯都沒有這種注射技術,所以蘇-57的座艙蓋粗糙的慘不忍睹。
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