座舱盖是指飞机,尤其是战斗机、教练机等,在驾驶舱上方的透明玻璃天盖。从最开始莱特兄弟的“飞行者一号“飞机没有座舱盖到今天歼20、F-22、苏-57等一众五代机先进的座舱盖设计,见证了人类航空史的巨大发展。座舱盖在采光,减少风阻,保护飞行员和设备,保温等方面起到了关键作用。作为在高空,人类最美的工作地点——驾驶舱,座舱盖的打开方式也是多种多样,各不相同。背后都有不同的设计意图和考量。
二战时期,美军的P-51野马战斗机、日本的零式战斗机,采用了向后滑动打开座舱盖的方法。这两款战机都采用了前置活塞发动机的气动布局结构。这种打开方式机械结构简单,操作简单,并无复杂的机械传动系统,出现故障的概率低,可靠性高。对于二战时期,飞机的速度和升限的限制,同时包括战机的武器系统、导航系统、操纵系统、弹射救生系统等整体精密程度不像现如今的技术水平之高,也就是说没那么“娇气”,这种设计最大程度的让飞机更好飞。这种座舱盖打开方式也同时满足了,当时快速出动快速应战的战场需求,让飞行员能迅速进入驾驶室驾驶战机投入战斗。上世纪50年代末,我国自主研发的初教-6型飞机,同样作为单引擎前置活塞发动机的一款教练机,座舱盖的打开方式同样采用向后滑动开启。作为有前后舱,两个座位的教练机,它和P-51和零式的整体座舱盖不同,初教-6的座舱盖由前风挡、前活动舱盖、中固定舱盖及后活动舱盖组成。分为了多段的设计,让座舱盖的开启更为轻松,无需将一整个舱盖全部打开;其次也可以跟好的保护后舱的电子及操纵设备。
之后,随着航空工业的发展,战斗机不断迭代发展,座舱盖的打开方式主要分为了:前开式、后开式和侧开式三种。
前开式的打开方式较为常见,大多数主流战机都采用了这种方式。比如俄罗斯的侧卫系列,中国的歼10、歼11、歼16、歼20等,美国的F-15、F-16、F-22等。前开式座舱盖技术相对较为成熟,使用广泛可靠性有保障。双座的歼轰-7A“飞豹”也采用了前开式座舱盖,不同的是“飞豹”的前开式座舱盖是分体设计,前舱和后舱的座舱盖可独立开启,既兼顾了前舱驾驶员和后舱武器操作员的协作性也保持了二者的相对独立性。
后开式座舱盖也是不多见,现如今使用后开式设计的飞机也是鲜有。虽然后开式座舱盖看起来科幻感十足,但并不是什么高深的技术,这种设计更多还是出于满足飞机自身及任务特性而设计建造。美国的F-35算是其中最著名的一款。战机的座舱盖的开启需要液压、铰链等系统的支持,自然这些系统会占用机体空间,F-35为了满足隐身的弹舱设计,同时F-35B型座舱后又有升力风扇,为了空间不冲突,则把座舱盖开启系统前移,采用后开式设计。当然这可能也会占用本就局促的机头空间,让其中雷达等传感器的位置受限。前段时间曝光的“歼35”飞机也采用了后开式座舱盖设计,据分析歼35未来很可能作为第五代隐身舰载机在航母上使用,承担夺取制空权、对海打击、对陆打击等多方面任务。采用后开式座舱盖的设计很有可能是为了给弹舱和油箱留出足够的空间,来满足其任务特性及长作战半径设计。
侧开式座舱盖虽不常见,但也有不少飞机使用。法国的“阵风”战斗机就采用了向右侧开的方式。阵风战斗机使用马丁·贝克Mk15弹射座椅,座椅倾斜29°。单块式风挡。舱盖上涂有黄金涂层,用以减小座舱雷达反射面积。除了战斗机外,教练机也有许多采用了侧开式的设计,比如教8、教9、教10等这些飞机。他们都为双座设计,座舱盖向一侧开启。这样设计的座舱盖开启的角度更大,受高度限制更小,飞行员进出更为方便。对于教练机,方便教学是座舱设计的重要考虑因素,采用侧开式的设计,能让教员和学员之间的交流与教学更为方便和紧密。也方便相对频繁的检修与维护工作。
所以座舱盖不是一块大玻璃那么简单。一款好飞机的试飞设计过程中,座舱盖也会不断优化和改进。座舱盖对于飞机的气动外形、风阻、飞行员的弹射逃生等都有决定性的作用。根据飞机任务性质和机体结构等综合考虑,才能设计出最完美的座舱盖外形及打开方式。