殲20的座艙蓋為什麼不是一體成型？

殲20座艙蓋不是一體成型?請看下圖便知分曉。

通過上圖殲-20開啟座艙蓋我們可以明顯看到 殲20座艙蓋前部其實是增加了一個加強框設計，並非是傳統三代機普遍使用的兩片式座艙蓋，而為一體化加強框結構，有別於美國F-22座艙蓋的一體化無框結構。而事實上，從2001號、2002號驗證機初次公開亮相開始，殲-20座艙蓋便是採取類似於美國F-22一樣的一體化無框結構，即俗稱的水滴型座艙蓋。無框座艙蓋取消了前部隔框，整體如同一滴水珠，可令戰機飛行員擁有一個全方位無死角視野，便於觀察，具備很大的近距離格鬥優勢，但缺陷也很明顯，首先它對材料要求高、造價昂貴，目前在世界上也只有美國的F22仍在採用此類設計。

戰機的座艙蓋在製造工藝和材料要求極為苛刻，既要具備透光性，又要兼顧遮光性，還要有輕質性、耐磨性、具備高強度抗衝擊性能，並且要有很好的耐溫、保溫性能。傳統的戰鬥機座艙蓋，多使用多層有機玻璃機構，採用壓力成型法製造，一層層的壓製成一個整體，需6周時間，方能壓製成型，耗時長，但工藝要求較低。注射成型法速度快，僅需一周時間，但工藝要求極高。 F-22的座艙蓋使用注射成型法製造，將兩種高分子材料（即內外兩層採用了環境適應性好、強度較低、具有透光性的丙烯酸酯，中間的夾層採用了環境適應性稍遜、強度較高、具有耐溫性的聚碳酸酯）一體化注射成型，實現兩者優勢互補，並且要實現層次分明、清晰、均勻，且強度高，工藝難度極大，人力、技術成本高，F22的一個座艙蓋造價為40萬美元，若要加上後期的金屬鍍膜和上框架組件，則可達到上百萬美元。

殲-20早期座艙蓋製造工藝結構與F-22基本相同，同為多層複合材料的一體化無框結構即為丙烯酸酯和聚碳酸酯複合結構，採用注射成型法製造 ，目前僅有中美兩國掌握此項先進工藝。但一體化無框座艙有一項明顯的弊端，即為了保證整體強度需將座艙蓋加厚加重，美國F-22戰機艙蓋頂部最薄的地方也有2公分，整個座艙蓋的重達500千克，這對一向講究減重的戰鬥機而言顯得矛盾。 直到殲-20的2011號原型機面世之時，不同於2001號驗證機 其座艙蓋已變為一體化加強框結構。在根本構造上仍是一體化成型的水滴式艙蓋，但是在中部安裝了加強框，在不影響飛行員視野前提下，有效提高了強度，因而可以大幅度降低座艙透明件風擋部位的厚度，降低整體重量。同時也在一定程度上減少了工藝製造和材料要求方面的難度，降低了製造成本。

殲-20一體化加強框座艙由於增加了加強框設計，提高了強度，減少了厚度，可在艙蓋頂部安置爆破索，緊急時刻可實現穿蓋式彈射逃生。穿蓋式彈射是艙蓋爆裂和彈射同時進行的，先用艙蓋上的爆破索將座艙蓋切割破壞，然後用椅背穿蓋而出，這就要求座艙蓋不能太厚，同時要保證座艙蓋的強度，這就需要有加強框設計。同時殲-20還配置了拋蓋式彈射逃生系統，拋蓋式彈射的時候需要等座艙蓋拋出後才能彈射，有零點幾秒的延時，這在某種特殊情況下對飛行員是致命的，但相對而言無爆破索產生碎片的傷害威脅。

圖為殲-20艙蓋頂部的爆破索：

F-22為使拋蓋時間更短，在座艙蓋前緣安裝了小型的拋蓋火箭，系統反應時間控制在0.3秒以下。

殲-20

為了縮短拋蓋時間，增加飛行員逃生幾率，也配置有拋蓋彈射所需的小型拋蓋火箭。

殲-20得益於一體化加強框座艙設計，可同時配置穿蓋彈射和拋蓋彈射兩套逃生系統，可大幅提高飛行員緊急情況下的逃生幾率。為飛行員逃生多提供了一項有效選擇，避免危急時刻因一套彈射逃生系統失靈發生故障而導致飛行員犧牲的悲劇發生。而相較之下F-22因座艙加厚加重只配置了拋蓋彈射系統，導致了曾經發生過這樣的囧況：由於座艙蓋系統失靈，也無法進行拋蓋逃生，導致了飛行員被困在座艙長達五個小時之久，最後叫來了消防隊員，用電鋸的方式簡單粗暴地鋸開了座艙蓋。也幸虧是在戰機停靠機場的時候失靈，如果是在飛行故障彈射逃生時失靈，恐怕就不是飛行員被困，而是機毀人亡的慘劇了。

前車之覆、後車之鑒，美國新銳五代戰機F-35在座艙蓋設計上採取了與殲-20相同的一體化加強框結構，配置了穿蓋爆破彈射系統：

所以，殲-20的座艙蓋採用一體化加強框結構設計，是一項富有前瞻性、全面性的明智選擇。也由此決定了我國殲-20在座艙蓋設計方案從參考美國F-22到果斷創新、實現彎道超車的跨越式發展。

提問者想問的應該是中國的殲-20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，F-16戰機的座艙蓋後部有加強框，所以屬於准無框。

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。

當初殲-20隱身戰機的首批兩架驗證機也是採用無框整體座艙蓋，外界對此給予很高的評價。但是，殲-20隱身戰機後來出現的原型機和量產型，都在座艙蓋的前部加裝一個加強框，引起外界的熱議，有說法認為這是因為中國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。

但這種說法其實是不成立的，要知道，美軍最新的F-35隱身戰機也取消無框整體座艙蓋，同樣在無框整體座艙蓋的前部加裝有一個加強框。這自然說明無框整體座艙蓋並不是最佳設計。F-22A隱身戰機的無框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，它的設計厚度達到20毫米，整個無框整體座艙蓋變得非常笨重。而且因為過於厚重，所以F-22A隱身戰機不能採用穿蓋彈射技術，而是採用拋蓋彈射技術，後者在緊急彈射時要比穿蓋彈射耗費更多的時間。

而F-35隱身戰機在無框整體座艙蓋內增加一個加強框，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，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。殲-20隱身戰機基於同樣的考慮，才改進無框整體座艙蓋設計，那還有什麼理由懷疑它的技術水平呢！

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