
战斗机对重量的控制非常严格,甚至流传着”每让飞机减重一公斤,便可得到一公斤黄金”的说法。同样,对战斗机的座舱盖来说,当然要尽可能的轻,而且还要具备良好的透光性和抗冲击能力。在飞行中,因为战斗机座舱要提供给飞行员视野,所以其透光性一定要好,这样才能保证飞行员视野不受影响。同时,座舱盖的强度还要足够大,这样才能对飞行员起到保护作用。由于战斗机在飞行过程中会与空气产生剧烈的摩擦,所以座舱盖还要具备良好的抗冲击性和高温抗变形能力。
(歼10战斗机座舱盖)
目前,比较先进的一体化座舱使用的通常是丙烯酸酯和聚碳酸酯的复合材料。这种复合材料的优点在于:丙烯酸酯具备良好的透光性(透光率可以达到90%),而且其重量也比较轻,密度仅为无机玻璃密度的一半,可以被加工得很薄。聚碳酸酯的透光性同样很好,而且它的折射率、抗冲击和高温抗变形能力都很优秀,具备良好的稳定性。将丙烯酸酯和聚碳酸酯材料层合后压叠成型后,便可以作为座舱盖的材料,最后在表面镀上一层比头发丝还薄的金属膜,这样就可以得到性能优异的一体化座舱盖。我国歼20战斗机使用的就是这种材料制作座舱盖,综合技术水平已经达到了世界先进水平。
(歼20战斗机的一体化座舱盖)
对于战斗机来说,空调也是必需品,不过人家不叫空调,而是把它称为战机环境控制系统(简称ECS),它可以控制座舱内的气源的供气量、温度和压力。地面和高空中温度可以相差很多,按照海拔高度每升高1000米气温会下降6度的规律计算,如果地面温度是36度,那么5000米高空的温度只有6度。在如此恶劣的环境下,如果飞机没有“空调”的话,飞行员将很难忍受这种低温,而且飞机上的对电子设备也需要合适的环境才能工作。
(战斗机座舱内有大量电子设备需要合适的工作温度)
环境控制系统主要是通过引入发动机的空气来控制座舱内的温度。当需要热风时,系统就会引入经发动机散热器加热过的空气,来给座舱加温。而当需要冷风时,空气会先经热交换器冷却,然后到达冷却涡轮做功,以此进一步降低空气本身的温度,最终将彻底冷却后的空气输送进座舱。
(良好的座舱环境有助于降低飞行员的负担)
现在的战斗机性能越来越先进,也都配备了环境控制系统。有了它,就可以有效减轻飞行员的负担,保证电子设备的正常工作。不过一旦这个系统出了问题,后果将会很严重,例如美国的F22战斗机就曾因缺氧问题致使飞行员昏迷,最终酿成了机毁人亡的惨剧。由此可见,战斗机环境控制系统可不单单是一部“空调”,它对飞机的安全飞行至关重要。
(F22战斗机携带氧气瓶解决飞行员缺氧问题)
炎炎夏日,地面滑行的战斗机没有空调、没有WIFI、也没有西瓜,密封的座舱盖有机玻璃温室效应加特,往往让战斗机飞行员汗流浃背,好在地面滑行的时间较短,飞行战斗员的体质又够强,这点热还是可以忍耐的。如果时间长一点,还真不好说。
战机座舱环控系统送气口,红圈处
战斗机真没有传统意义的制冷空调,或者说没有冷却剂性质的空调,传统空调带来的死重,战斗机设计师完全无法接受的。战斗机上维持座舱温度的系统有个高大上的名字,称为环境控制系统。该系统不仅能调节温度,还能调节气压、湿度,以及供氧、保持空气流动等功能,的确比家用空调厉害得多。
环控系统工作原理
如图所示,通过冷热两条路径,从发动机压气机引入冷空气,从发动机涡轮后引入暖气,对座舱和设备舱进行温度调节。那么好了,如果战斗机在地面滑行的时候,夏日外界的温度同样很高,环境控制系统压缩空气的制冷功效就相当有限了,也就出现本文第一段描述的炙热场面。
地勤拽出可能被热晕的飞行员
战斗机能够在几分钟内飞到数千米的高空,不管是冬天还是夏天,此时外界的温度陡降零下数十度,环控系统引入发动机暖气为座舱供暖。简单点讲,对于座舱内的飞行员来说,只能享受冬天的暖气不能享受夏天的冷气。
图-160电风扇加特
坐过飞机的朋友也一定有类似经历,团长也有幸成为幸运的一两亿人,坐过一两次飞机。民航客机居然与战斗机一样,没有传统意义的冷却剂空调,脱离地面空调组的供冷后,停在跑道上干等了两个小时的飞机,客舱内真是热得不行了。空姐安慰道:等会儿飞起来就好了。又等了好一会儿,飞机才起飞,好愉快的桑拿经历。
谢谢邀请!兔哥回答,欢迎关注兔哥。兔哥首先说说战斗机的“空调”,然而在说说玻璃的问题。我们都知道珠穆朗玛峰常年积雪,我们也知道即便是三伏天珠穆朗玛峰上的积雪也不融化,而且是常年零下几十度。我们大夏天去爬山,在山脚下热的汗流浃背,但山顶上却寒气逼人,这是为什么?因为越高气温越低,海拔每上升100米,气温就下降0.6摄氏度,每升高1000米气温要降低6摄氏度,1万米就是60摄氏度,这可是地面没有的温度了,这就是为什么所有的飞机都必须要有防止机翼结冰的措施的原因,正所谓高处不胜寒。兔哥之所以给大家说这些就是告诉大家,飞机是不需要开冷气的,因此,它的座舱是没有制冷能力的,有制热系统。这个系统可不是什么空调,或者是暖风,没这么简单,这个系统叫做“座舱环境控制系统”。
正是由于随着海拔的升高气温会下降,这就叫“垂直温度递减率”,是一种客观存在的自然规律,当然这是正常条件下的数据,但不管怎么变,越高越冷是不会变的。因此战斗机的座舱就需要有一个“供暖”设备,这个设备光供暖可不行,飞机上下翻飞,高度变化非常的大,因此,温度不能是恒定的,而且热了就会产生干燥,人会口干舌燥,会不舒服。另外我们开汽车都知道,如果外面和里面的气温不一样会在车窗玻璃上产生水珠,甚至结霜,战斗机座舱狭小,都是玻璃的,如果结霜可怎么得了。所以这个“座舱环境控制系统”可是高科技的产品,美国的F-22 战斗机先进吧!供氧系统出了问题,难道美国连一个供养都解决不了?其实美国F-22的供氧系统是座舱环境控制系统的一个应用功能之一,是整个系统出了问题。
座舱环境控制系统功能很多,供氧、调节温度、保湿、除湿、调节座舱压力、空气流通、等等,如果这套系统坏了就麻烦了。说到这里兔哥插一句话,为什么以前战斗机飞行员驾机上天都穿皮衣皮裤,还要戴上围脖,现在就是冬天也不穿这些了?就是这个系统的功劳。如果战斗机的“座舱环境控制系统”出了问题,就要看你所处的高度了,一般情况下供氧是不会出问题的,F-22是一套供氧设备,没有备用氧气瓶,所以发生故障时就掉下来了。如果有备用氧气瓶就没有问题了,如果是高空万米以上就赶快下飞,降低高度,飞机的速度快,完全可以利用下降时的速度优势驾驶战斗机下降返场,这个并不难。而且座舱也都是密封的,温度会有一个保留时间,别冻着就是了。
现在战斗机的座舱盖都是一个气泡式的造型,战斗机座舱面积小,被四面阳光照射下温度必然会生高,特别是夏天。理论上的确如此,但理论也要结合实际情况,战斗机座舱透光性的确很好,而且战斗机的座舱玻璃都是高透光率的优质玻璃,别小看这个看似和普通玻璃没有区别的玻璃,学问可大了,战斗机的玻璃都是高技术工艺的产品,这样一块玻璃并不是谁都能造。最后说说战斗机玻璃座舱夏天会不会被阳光照的晒得慌。其实这个好解释,我们举个例子,大冬天即便是阳光明媚如果脱掉衣服依然会冷,战斗机也是这样的一个环境,尽管战斗机的座舱盖都是玻璃,但高空的温度却是极低的,所以,既便是阳光照耀,座舱里的气温依然是低的,甚至会冻伤飞行员。所以,并不会因为战斗机的座舱是玻璃的就会被太阳照热,没有这样的情况,小气候永远左右不了大气候。
所以战斗机的“空调”就是“座舱环境控制系统”,只不过是具备类似空调的功能,座舱环境控制系统就是为了适应战斗机的作战环境而研发的,目的就是让飞行员有一个舒服的作战环境,发挥出飞行员的作战本领。所以别看战斗机的座舱都是玻璃的,但是夏天不会因为太阳的照射就改变座舱的温度的,这就是座舱环境控制系统的本领了。
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