[科普中国]-歼-20闪耀朱日和阅兵 一体化座舱盖有何玄机？

　　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。

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）