歼20座舱盖引争议,使用加强框放弃一体化,难道是技术不过关
文|观察眼
有关战斗机的座舱问题,一直是争论的焦点,以往大家的目光都聚焦在座舱内的仪表设备上,而现在开始有人关注座舱盖的问题。歼20隐身战机的座舱盖几经周折,外形最明显的变化就是多了一个加强框,在验证机阶段就舍弃了类似F-22的一体化座舱盖,回归了类似四代机的座舱设计,这让军迷大失所望,普遍怀疑是我国的透明材料加工技术不过关,这才不得已而为之,然而事实真是如此么?
歼-20在前几架验证机上也使用了类似F-22的水滴形座舱,与F-15相比少了一条加强框,这可以让飞行员获得360度全向视野,其优势在近距格斗中发挥的淋漓尽致。水滴形座舱盖便于飞行员观察周边环境,快速锁定和跟踪身边的目标,尤其是在航母上使用的舰载机,在起飞和着舰阶段,飞行员的视野都至关重要。但水滴形座舱的缺陷也是很明显的,不仅对材料的强度和塑性要求高,而且造价十分高昂,这或许是F-35战机取消水滴型座舱盖的原因,因为F-35是成本严重超支的项目。
F-22单价接近2亿美元是有原因的,它的很多设备都像是豪车的部件一样昂贵,例如它的座舱盖价值40万美元,这还只是座舱玻璃的生产成本,再加上金属镀膜、框架零件的费用,整个座舱盖的成本在100万美元以上。美国设计师为了降低成本,在玻璃材料和生产工艺两个方面进行调整,首先抛弃传统的“压力成型法”使用开创性的“一体化注射成型”技术。
前者需要将材料一层一层的压制成一个整体,不仅耗时费力,而且严重限制了对材料的选择,使得座舱盖无法全面的满足使用需要;而采用新工艺后,高分子材料一体成型,将工时缩小为原来的六分之一,大大降低了成本。而在实际生产中,也会合理的将两种生产方式结合。例如座舱盖的外层采用丙烯酸酯材料,它对环境的适应性更好、透光性更佳但强度有所欠缺;而座舱盖的内层采用强度高、保温性好的聚碳酸酯,两层分别注射成型后,再整合到一起。
可以确定的是,这种一体化注射成型技术和两种高分子材料,对我们来说都不是问题,歼-20早期的几架验证机使用就是这种座舱,但它暴露出来的问题让我们决定舍弃它。一体化水滴形座舱有巨大的重量,美国的F-22使用水滴形座舱有赖于强劲的动力,它的F-119发动机可提供不少于156千牛的加力推力,而歼20的发动机涡扇-15还没有真正完成,因此不可能有如此充足的动力。因此歼20使用了带有加强框座舱盖,其优点是座舱盖更薄、更轻,在动力不足的情况不影响战斗机的基本性能。
F-35作为单发战斗机,它的动力水平也做不到像F-22那样强劲,但却拥有31吨的最大起飞重量,这是目前现役的最重单发战斗机,因此它也存在动力不足的问题。一方面,美国技术人员在进一步提高F-35的发动机推力水平,另一方面也在给F-35减重,正因如此才舍弃了水滴形座舱,转而使用带有加强框的座舱,如上图所示。我们的歼20也是出于类似的原因,才放弃了一体化的水滴形座舱,因此并不是说我们不具备相应技术。
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