单位文秘网 2021-07-24 08:13:43 点击: 次
安全防护,当它遭到飞鸟撞击后可能导致视区损失或是风挡击穿。这两种情况都会造成机毁人亡的严重后果。因此鸟撞载荷是飞机风挡最严重的外载荷。风挡的抗鸟撞性能指标一般要求是:风挡透明件和支撑结构应具有足够的强度,能承受飞机在海平面上作最大设计平飞速度飞行时1.8千克的飞鸟的撞击而不被穿透。另外,应尽量防止飞鸟撞击产生的碎片伤害飞行员。
座舱盖设计主要考虑的是在增压载荷、气动载荷和热载荷作用下,座舱盖持续安全使用的能力。以美军准备的第五代战斗机F-22“猛禽”为例,其整体座舱盖厚度为20毫米,迎面强度达到196兆帕(可承受以相对速度1018千米/小时正面的一只1.8千克重飞鸟的撞击)。
座舱盖的人机环境
战斗机的座舱盖是飞行员感知外界环境的主要媒介,对于外界情况有一个良好的观察视野这对飞行员操纵飞机至关重要,这就要求飞机的座舱透明件具有高标准的光学性能,飞行员能够非常清晰通过它去观察空域和地面环境,同时不会感到视觉上的疲劳。
此外飞行员的视野大小也是座舱盖的设计中考虑的重要因素这一,飞行员在座舱中视野的大小被称为视界,分为下视界、侧视界和后视界三部分。从飞行员眼位出发,向正前方观察小受阻碍的最大范围成为下视界,任飞机进行起飞、降落、盘旋等动作时,飞行员主要是依靠这个区域进行对外观察,目前战机的下视角一般不小于11°,同理,飞行员观察侧下方,不受阻碍的最大范围交侧视界,一般不小于30°,飞行员转动头部,从眼位观察座舱后面外部环境的最大范围成为后视界,现代一般要求战机能够拥有全向的后视界。所以座舱在设计时要结合飞机的外形(如机翼布局、雷达人线罩等)进行通盘考虑。既要将座舱盖设计成更凸出的形状(比如水泡式座舱),又要尽可能减少座舱盖上用于加强和连接的金属框,同时还要最大限度保证座舱足够坚固结买。
在目前五代机战机里面,F-22“猛禽”会字塔一样高耸的座舱视野更开阔,更有利于近距离格斗时观察周围情况,近距离态势感知能力最优。而T-50为了考虑力学性能和成本,因此采用复合无机玻璃座舱盖,并采用金属框进行连接加固。金属框的出现对飞行员的视线有一定遮挡,T50的座舱盖人机环境设计比起F-22来显然略逊一筹。
座舱盖的弹射通道设计
飞机住空中出现故障的时候,有时候飞行员不得不采取弃机逃生的方式来保证生命安全,通常的方式就是通过座舱内的弹射座椅进行逃生,这就需要座椅在弹射的时候有足够人的空间使飞行员迅速悦离飞机,这个弹射空间就被称为弹射通道。很显然,弹射通道必须经过座舱盖,因此座舱盖的弹射通道设计就很重要。
目前,弹射逃生主要采用的是火箭弹射椅,而座舱逃生的方式主要有两种:抛盖式和穿盖式。抛盖救生顾名思义就是在座舱盖被抛开后,飞行员进行弹射逃生的方式,主要是通过座舱盖的自动解锁系统来解除与座舱盖与机身的链接,使得弹射通道畅通,飞行员顺利脱离飞机。抛盖的方式又细分为风吹抛盖和动力抛盖,风吹抛盖上要指的是在座舱盖与机身断开连接后,借助风力使座舱盖分离的抛盖方式,其优点是系统结构简单,缺点是飞机速度不能提供足够相对风力使得抛盖延时,不利于飞行员快速逃生;动力抛盖就是座舱自身利用燃气、火箭等动力主动抛盖,弥补了风吹抛盖的不足,也逐渐成为了现代战机主要抛盖方式。穿盖救生,就是采用一定方法使得舱盖透明件破裂,使得弹射通道畅通的脱仓方式,这种方式不必等舱盖脱离再进行弹射,缩短了逃生的准备时间,用于穿盖的系统有破盖枪穿盖和微爆索穿盖两种,它们都可以在飞行员弹射之前有效地破除座舱盖,为顺利逃生扫清障碍。为了缩短逃生的准备时间和更轻的结构重量,目前舰载机、短距/垂直起降战机和第五代机座舱普遍采用微爆索穿盖方式。
结语
目前座舱盖的工艺技术发展日新月异,F-22、F-35和T-50战斗机在座舱盖材料技术研究上,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、更坚固、更耐用的座舱盖,为飞行员打造最好的座舱环境,是一个不容忽视的技术课题。
F-16进行弹射逃生试验
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