戰斗機座艙蓋是用什么材料做的?小小玻璃蘊含高科技( 二 )


戰斗機座艙蓋是用什么材料做的?小小玻璃蘊含高科技

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【戰斗機座艙蓋是用什么材料做的?小小玻璃蘊含高科技】兩層PMMA中間夾一層PC的三明治結構,之間通過聚氨酯粘結
 F-15的座艙蓋就采用這種結構
值得注意的是,F-22的聚碳酸酯有機玻璃座艙蓋,使用了新的成型加工工藝,傳統的座艙蓋采用壓力成形法,多層材料層合后壓疊成形,而后進行拋光等工藝處理,加工一個座艙蓋,整個流程需要六個星期工時,而新的工藝采用注射成形法 , 只需要1個小時 。
戰斗機座艙蓋是用什么材料做的?小小玻璃蘊含高科技

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F-22的PC和PMMA多層材料采用新型注射成形法制造
在座艙蓋材料技術上 , 還有另外一個比較特殊的流派,這就是蘇聯/俄羅斯,它們在技術上自成一格 。在上世紀60、70年代,蘇聯也開始采用有機玻璃材料制造座艙蓋,比如聚氟代丙烯酸酯有機玻璃(也屬于丙烯酸酯類材料),其優點是耐高溫能力遠強于美國使用的部分丙烯酸酯類材料,最大耐溫溫度高達180攝氏度,特別適合高速戰斗機 。但眾所周知氟是劇毒物質,因此該座艙蓋在制造過程中不可避免會產生劇毒物質,且造價十分昂貴 。
戰斗機座艙蓋是用什么材料做的?小小玻璃蘊含高科技

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米格-25的座艙蓋應該就是采用聚氟代丙烯酸酯有機玻璃制造的
隨后 , 蘇聯意識到有機玻璃還有一些固有的缺點,比如硬度小,耐磨性差,易劃傷;導熱性差,熱膨脹系數大;受到溫度、日光和溶劑等的作用時,性質會變化 。而這些缺點,恰恰是無機玻璃的優點 。而只要通過對傳統無機玻璃進行技術改進,比如無機玻璃分層制造、或在多層無機玻璃中間復合有機玻璃材料等 , 就能部分解決無機玻璃脆性大等缺點 。據專家推測,在俄羅斯第五代戰斗機T-50上,就很可能使用了以無機玻璃材料為主的多層玻璃復合材料來制造座艙蓋,由于無機玻璃脆性高 , 韌性差,因此T-50的座艙蓋厚度很可能厚于F-22和F-16等為代表采用有機玻璃材料的戰斗機,同時為了保證座艙蓋材料不碎裂,還需要多加一道金屬框進行加強 。但T-50的座艙蓋耐磨性更佳 , 且不溶于有機溶劑(比如機油等),因此更皮實、更易保養,在造價和可維護性方面相比F-22的座艙蓋占有一定性優勢 。
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蘇-57的硅酸鹽玻璃風擋和座艙蓋 。圖4是蘇-35S的硅酸鹽玻璃風擋
目前座艙蓋的工藝技術發展日新月異,F-22、F-35和T-50戰斗機在座艙蓋材料技術研究上 , 都有了新的突破和成果 。如何能以更快的速度造出更好、更便宜、更堅固、更耐用的座艙蓋,為飛行員打造最好的座艙環境,是一個不容忽視的技術課題 。