战斗机座舱(歼20身上写着“救援抛盖”:F22的设计缺陷,我们已经解决)
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篇首语:私心胜者,可以灭公。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了战斗机座舱(歼20身上写着“救援抛盖”:F22的设计缺陷,我们已经解决)相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
战斗机座舱(歼20身上写着“救援抛盖”:F22的设计缺陷,我们已经解决)
歼20与观众近距离接触,很多人好奇座舱里的一款白色装备的作用。其实这款设备本身比较简单,但它的出现却意味着,歼20在工程细节上做到了世界顶尖,而且顺手修补了美国飞机的暴露的一些技术漏洞。
歼20近距离与众人见面,大量细节照片铺天盖地。从头到脚精细的机身工艺,反映出我国工业实力的进步。
但也有朋友发现,歼20座舱盖上,似乎有个看上去比较突兀的装置。科幻的座舱盖前部,是个特别显眼的白色管状物体,还有网友开玩笑的称其为“PVC水管”。
这个“水管”其实是抛盖火箭(canopy jettison rocket motors)。可别小瞧这个设备,它不但关键时能挽救飞行员生命,还是歼20上不同于F-22与F-35设计理念的一个重要标志。看完这篇文章你就会明白,歼-20对细节的考虑非常周全。
歼-20座舱盖可以抛掉
战斗机的速度,从零到两倍音速以上,从海平面到万米高空,飞行员需要在所有飞行包线内实现安全弹射,难度可想而知。
座舱盖需要承受高速气流冲击,还需要防鸟撞击,因此强度要求特别高。为了满足这个强度需求,现代战机座舱盖,都是用2-3厘米厚的高强度聚酯材料打造,一个舱盖重量的可以超过150公斤,比飞行员还要重的多。
想在复杂姿态和速度下,将这么重的舱盖弹射出去,相关方式有多种多样。早期喷气式战机,使用较多的是作动筒,也就是利用高压气体作为动力,使用顶杆、钢索一类的机构,将解锁后的舱盖快速抛离飞机,方便飞行员弹射逃生。
【F-18弹射时,可以看到抛盖火箭在工作】
【白色的“管子”,就是抛盖火箭,歼-20的也是类似装置】
随着战机速度越来越快,座舱盖越来越大,弹射逃生的时间窗口也越来越窄,而零点一秒的差别都会决定生死。为了进一步提升舱盖弹射速度,一些战机就开始给舱盖装上动力系统,也就是抛盖火箭。靠着快速点火驱动的火药推力,可将笨重的舱盖推离机身,避免浪费太多的时间。
【F-16地面操作失误,导致舱盖抛射,巨大的力量让舱盖插入了垂尾】
美国隐身战机如何抛盖
F-22作为第一款隐身战机,采用的是传统的抛盖方式弹射,没有导爆索,使用了抛盖火箭。抛盖火箭就是一个小固体火箭发动机,点火后快速喷射高速气体。白色涂装一方面醒目,一方面有磕碰破损也容易发现。
F-35则比较特殊,B型为了给升力风扇腾出空间,座舱盖只能把作动系统放在机头前边,于是变成了前开式,为了ABC三个型号的统一,就都采用这种设计。这种条件下,抛盖弹射就不是太方便了,于是F-35选择了穿盖弹射。
【F-35舱盖上的微爆索】
歼20同时保留两套系统
与F-22和F-35都不同,歼20同时保留了抛盖火箭和微爆索两种设计,但并不是说歼20有两种弹射方式。
歼-20采用了穿盖弹射方式,座舱玻璃上面,有一条条弯曲的导爆索,必要时直接炸碎玻璃的瞬间,弹射座椅起飞。
不过,如果在地面遇到紧急情况,比如座舱盖打不开、需要从外部营救飞行员时,就需要地勤人员从外部应急打开舱盖,但是不需要弹射。对飞行员而言,能不弹射就不弹射,毕竟瞬间30个G的加速度还是有风险的。
歼-20的抛盖火箭,不仅可以由飞行员从座舱内部启动,而且也可以从外部打开。在进气道右侧,有个白色箭头里面是“救援抛盖”四个字,六边形是一个应急窗口,可以直接打碎,里头有个扳手,拉开就可以启动抛盖火箭。这是一个机械备份装置,可靠性极高,基本不会发生飞行员困在座舱里无法救援的情况。
F-22就欠缺考虑了,没法从外部启动抛盖。2006年4月10日,编号为03-4041的F-22,一个软件故障,造成座舱盖无法打开,抛盖火箭也无法启动。飞行员布拉德上尉被困在里面5个小时,救援人员一筹莫展。最后消防队拿了一个电锯,强行切开了座舱盖。
F-22毕竟是1990年代设计的,所以有些不起眼的技术漏洞也正常,舱盖打不开、起落架故障、制氧系统缺陷等等。这些漏洞,我们在研制隐身战机的时候,都顺手给补上了。后来美国设计F-35时,也特地解决了这个设计缺陷,安装了跟歼-20类似的抛盖救援装置。
光是从舱外救援抛盖的细节,就完全可以看出,歼20在安全方面做到了极致,比F-22或F-35都要完善,不再单纯的对标外军装备,而是走出了自己的特色。
【同时安装抛盖火箭与微爆索的歼20舱盖,其实并没增加多少重量】
除了抛盖弹射,还有别的办法
抛盖火箭虽然提升了舱盖抛离的速度,但也有一些缺点,那就是这套系统是火工品。火工品的缺点就是无法通过实际使用,确保设备是否可靠,就如同一盒火柴,没人敢确保就每一根都质量可靠,除非一根根的测试一下。
再者,抛盖弹射也还是需要时间,可能这一秒抛盖,下一秒弹射就来不及了。那么,是否可以直接省略抛盖过程,直接弹射?
这个想法也有几种思路,有些比较简单粗暴,比如F-111“土豚”战斗轰炸机。为了一次性解决高速弹射下气流冲击,抛盖时间繁琐、弹射座椅可靠性、弹射先后顺序等等问题,土豚干脆使用了整体式逃生舱,连人带座舱一起分离。
【F-111的整体式弹射座舱】
对于大型战机可以这么玩,但一般战斗机这么做就有些舍本逐末了。于是还有的战机使用带盖弹射,座椅与舱盖一同弹射,舱盖还能阻挡气流起到保护作用。这设想很好,但是气动和结构复杂,实际使用效果不是特别理想。
所以,为了进一步压缩时间,又发明了穿盖弹射技术(through-canopy ejection),也就是舱盖整体不动,直接炸碎舱盖,让飞行员穿越而出,这样能大幅节约时间。目前,穿盖弹射已经成为了主流,歼-20、F-35等战机都是这种方式了。
【歼-10穿盖弹射地面试验,玻璃被炸碎,弹射座椅直接起飞】
【座舱盖上的曲线就是炸药索,这个装药量明显已经有些影响视野】
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