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先進(jìn)戰(zhàn)機(jī)座艙風(fēng)擋并不是玻璃，是石油制成的塑料

2018-06-20 12:13:13 作者：本網(wǎng)整理來源：航空制造網(wǎng)、空軍之翼、候知健分享至：

戰(zhàn)斗機(jī)座艙蓋從外形看，給人的第一個(gè)印象就是——透明，甚至在專業(yè)術(shù)語里，也將其稱為“座艙蓋透明件”，這讓人第一時(shí)間想到了一種目前世界上應(yīng)用最廣泛的透明材料——玻璃。事實(shí)上，早期戰(zhàn)斗機(jī)座艙蓋的確是由玻璃材料制成的。

正在進(jìn)行切削加工的F-35整體座艙蓋早期低速螺旋槳時(shí)代的座艙蓋玻璃，就是我們平常最常用的窗戶玻璃——無機(jī)玻璃，但無機(jī)玻璃脆而易碎、工藝性能較差；很難制成復(fù)雜曲面，只能用三片式平面風(fēng)擋，不能加工成更符合空氣動(dòng)力學(xué)特性、阻力更小的圓弧形風(fēng)擋；而且密度大，重量大，不利于飛機(jī)減重。

Me 109戰(zhàn)斗機(jī)的平板玻璃座艙蓋

現(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)風(fēng)擋的材料，主要是聚甲基丙烯酸甲酯塑料、聚碳酸酯塑料等；它們中的廉價(jià)產(chǎn)品在日常生活中很常見，俗稱有機(jī)玻璃。如同其他塑料一樣，有機(jī)玻璃的主要原料來源，就是黑色的石油。很多人只把石油當(dāng)成燃料來源，其實(shí)石油也是最重要的化工原料來源，包括絕大多數(shù)人身上的衣服，都是石油做的。

聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA，也就是亞克力）在1936年開始批量生產(chǎn)，因此被二戰(zhàn)飛機(jī)廣泛使用。圖為B-17F的PMMA機(jī)鼻

丙烯酸酯類材料最大的缺點(diǎn)是耐沖擊性和耐溫性較差，聚碳酸酯類材料就是為了解決這一問題發(fā)展起來的。

現(xiàn)在聚碳酸酯類材料（PC）與丙烯酸酯類材料的復(fù)合結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為戰(zhàn)斗機(jī)座艙蓋的主流材料

聚碳酸酯類材料由于工藝復(fù)雜，加工澆注難度大，目前還比較昂貴，比丙烯酸酯類材料貴50%~100%。同時(shí)聚碳酸酯類材料耐磨性較差，且易溶于有機(jī)溶劑，因此非常嬌貴，對(duì)后勤保養(yǎng)提出了很高的要求和挑戰(zhàn)。目前在具體使用中，聚碳酸酯材料多與丙烯酸酯類材料進(jìn)行復(fù)合，構(gòu)成復(fù)合多層有機(jī)玻璃材料來使用，其中丙烯酸酯類材料在外，聚碳酸酯材料夾在中間，以充分揚(yáng)長避短，并降低成本。德國空軍的F-4戰(zhàn)斗機(jī)在升級(jí)改造時(shí)，就使用了麥道和古德意航空航天公司的聚碳酸酯丙烯酸酯復(fù)合有機(jī)玻璃座艙蓋，其厚度僅為25.4毫米，這種透明材料可以承受1.816千克重的鳥以925千米/小時(shí)的速度的撞擊。

兩層PMMA中間夾一層PC的三明治結(jié)構(gòu)，之間通過聚氨酯粘結(jié)

F-15的座艙蓋就采用這種結(jié)構(gòu)

值得注意的是，F(xiàn)-22的聚碳酸酯有機(jī)玻璃座艙蓋，使用了新的成型加工工藝，傳統(tǒng)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(jìn)行拋光等工藝處理，加工一個(gè)座艙蓋，整個(gè)流程需要六個(gè)星期工時(shí)，而新的工藝采用注射成形法，只需要1個(gè)小時(shí)。

F-22的PC和PMMA多層材料采用新型注射成形法制造

后來的F35、殲20（除去最初的原型機(jī)）、T50（蘇57），都采用了帶有內(nèi)框架支撐的座艙風(fēng)擋，這樣雖然會(huì)對(duì)視野形成一定妨礙（其實(shí)影響很小），但風(fēng)擋的重量就能大大減小。尤其是在風(fēng)擋厚度減小后，在彈射救生方式上，戰(zhàn)斗機(jī)可以利用爆炸索炸裂風(fēng)擋，進(jìn)行穿蓋彈射；這比先拋開座艙蓋再彈射，能節(jié)省0.1-0.2秒的時(shí)間。

T50座艙風(fēng)擋原料

T50風(fēng)擋半成品，很可能使用了以無機(jī)玻璃材料為主的多層玻璃復(fù)合材料來制造座艙蓋，耐磨性更佳，且不溶于有機(jī)溶劑（比如機(jī)油等）

世界著名飛機(jī)玻璃制造商

PPG工業(yè)

PPG航空航天公司以擋風(fēng)玻璃，檐篷，擋風(fēng)玻璃，窗戶，電化學(xué)透鏡和面板的形式提供飛機(jī)玻璃和透明膠片。

PPG航空航天透明膠片組合包括飛機(jī)擋風(fēng)玻璃，側(cè)窗，駕駛室窗戶，檐篷，著陸燈透鏡，輕質(zhì)透明裝甲和擋風(fēng)玻璃疏水涂層。波音787采用了PPG的電致變色ALTEOS?交互式窗口系統(tǒng)，只需按下按鈕即可調(diào)暗，減少了機(jī)艙冷卻要求，同時(shí)提高了乘客舒適度。PPG是世界上唯一能夠提供結(jié)構(gòu)上不需要重型框架的窗戶的供應(yīng)商，這為OEM廠商節(jié)省了大量成本和重量。

TBM玻璃公司

TBM玻璃提供航空航天和飛機(jī)玻璃以及軍用和波音C-17應(yīng)用的裝甲玻璃。防彈玻璃已經(jīng)過測試并通過了9級(jí)要求。

TBM Glass在南加利福尼亞擁有悠久而豐富的玻璃制造歷史。該公司于1940年成立，名為“加利福尼亞玻璃和鏡子”（CGM），并通過為高層玻璃安裝行業(yè)提供服務(wù)參與了洛杉磯舊天際線的建設(shè)。從那時(shí)起，公司已經(jīng)發(fā)展成為世界領(lǐng)先的玻璃制造公司之一。 TBM Glass服務(wù)可能通過其2個(gè)部門，即建筑和航空航天/國防部門來實(shí)現(xiàn)。

TBM公司設(shè)計(jì)了一種新的涂料方案，以配合Garmin G1000全玻璃駕駛艙的引入。

GKN航天

GKN Aerospace是軍用和商用飛機(jī)透明膠片的供應(yīng)商。他們還提供軍用檐篷，駕駛艙窗戶和乘客窗戶的設(shè)計(jì)，分析，測試和認(rèn)證。產(chǎn)品被主要的飛機(jī)OEM和商用和軍用飛機(jī)使用。

亞航選擇GKN航空公司為航空公司的新A320機(jī)隊(duì)提供全套駕駛艙透明膠片

Texstars LLC

Texstars為民用和軍用飛機(jī)玻璃和透明膠片提供商業(yè)和國防飛機(jī)計(jì)劃。飛機(jī)平臺(tái)包括檐篷，擋風(fēng)玻璃，窗戶，四分之一面板和許多類型的鏡頭。

Texstars的主要產(chǎn)品之一，F(xiàn)-16天蓬，已經(jīng)為產(chǎn)品的卓越性樹立了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并為公司在全球防務(wù)界的聲譽(yù)做出了貢獻(xiàn)。Texstars F-16透明膠片旨在滿足或超過所有操作員的性能要求。卓越的橫截面設(shè)計(jì)提供了與Texstars透明膠片相關(guān)的增加的鳥擊保護(hù)，可以承受以550節(jié)的速度撞擊4磅（1.8千克）的鳥。我們精密的涂層系統(tǒng)提供最佳的光透射率和環(huán)境耐久性。