F-22A的一體化座艙蓋。

戰機座艙蓋也是隨著科技水平的不斷進步而不斷的改變。早期螺旋槳時代的戰機座艙蓋玻璃，就是我們平常最常用的窗戶玻璃“無機玻璃”，我們都知道這樣的玻璃脆而又易碎、工藝效能也差；很難製成複雜的曲面，只能用三片式平面風擋，沒法加工成更符合空氣動力學特性、阻力更小的圓弧形風擋；而且密度大，重量也大，不利於飛機減重。

不過隨著科技水平的進步，工藝效能良好、質地輕、強度也高的有機高分子透明材料，即有機玻璃；逐漸成為航空透明材料的主力軍。其中最具有代表性的就是丙烯酸脂類透明材料和聚碳酸脂類透明材料。

丙烯酸脂類透明材料強度高重量輕，在同等強度下，重量僅為傳統無機玻璃的一半。這樣使用丙烯酸脂類透明材料做成的座艙蓋就要比無機玻璃艙蓋要薄很多，然後本身抗環境能力也強，即使使用多年後在力學效能和透光性都基本保持不變，不會出銀紋路及老化問題，另外透光性也相當不錯，能透過90%的日光。在現代戰鬥機使用上，丙烯酸脂類透明材料會與鋼化玻璃組成多層的複合透明玻璃，用來提高剛度。不過這種材料也有缺點，不抗衝擊，耐高溫不太好。

為了解決這兩個問題，聚碳酸脂類透明材料就面世了。著名的美國空軍F-22A戰機就是用聚碳酸脂類透明材料製成的座艙蓋。這種材料韌性更好強度更大，耐高溫也強。即使F-22超音速飛行，座艙蓋表面經空氣摩擦可達到110度，也能承受。不過東西是好就是太貴，聚碳酸脂類透明材料比丙烯酸脂類透明材料成本升上一半，耐磨性也一般，加工複雜難度大。做成艙蓋時需要與丙烯酸脂類透明材料一起混合使用。

戰鬥機座艙蓋從外形看，給人的第一個印象就是——透明，甚至在專業術語裡，也將其稱為“座艙蓋透明件”，這讓人第一時間想到了一種目前世界上應用最廣泛的透明材料——玻璃。事實上，戰鬥機座艙蓋的確是由玻璃材料製成的。早期的戰機都是開放式座艙，360度天窗，飛行員必須依靠皮大衣和風鏡來保護自己。隨著飛機飛得越來越高，越開越快，戰機從半駕駛艙逐漸發展到了全封閉的駕駛艙。到了二戰時期，基本上戰機已經普遍裝備了全封閉的座艙。

早期低速螺旋槳時代的座艙蓋玻璃，就是我們平常最常用的窗戶玻璃——無機玻璃，但無機玻璃脆而易碎、工藝效能較差；很難製成複雜曲面，只能用三片式平面風擋，不能加工成更符合空氣動力學特性、阻力更小的圓弧形風擋；而且密度大，重量大，不利於飛機減重。戰機座艙蓋是飛行員用肉眼觀察飛行環境和戰場的最直接的視窗，要求座艙蓋必須具有良好的透光性，選擇材料要有透光性，早期的螺旋槳戰機使用的座艙蓋都是無機玻璃，但這種材料很脆很容易碎，所以必須使用多道金屬條框來固定，但這樣影響到了戰機的氣動外形，加大了風阻和重量，影響到了飛機的機動性和武器掛載能力。

二戰後，隨著化學工業的發展，合成樹脂材料成為了戰機座艙蓋的最好的使用材料了，這種高分子材料透光性達到了90%以上，而且非常輕盈，在同等強度下，重量只有玻璃的一半，抗氧化性和阻燃性也是很好的。最主要的是，合成樹脂材料的彎曲模量達到了2400MPa以上，非常適合製作現代化水滴形的戰機座艙蓋。

隨後，工藝效能良好、質輕、強度高的有機高分子透明材料（即有機玻璃）逐漸成為航空透明材料的主力軍。其中最具代表性的當屬丙烯酸酯類透明材料和聚碳酸酯類透明材料。

丙烯酸酯類的優點是比強度高，在同等強度下，重量僅為傳統無機玻璃的50%，因此丙烯酸酯類材料製造的座艙蓋比無機玻璃艙蓋要薄得多；同時它抗環境作用能力也很突出，在使用多年後，其力學效能和透光性都能基本保持；此外，丙烯酸酯類材料的透光性很好，能透過超過90%的日光。早在上世紀60年代，德國的垂直起降研究機就率先採用了澆注製造的交聯丙烯酸有機玻璃209材料（丙烯酸酯類材料的一種）。在現代戰鬥機上，丙烯酸酯類材料多與鋼化玻璃材料組成多層複合透明玻璃，以提高其剛度。此外在民航客機上，它也有廣泛應用，多用於製造風擋和側窗、客艙口透明材料。

聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA，也就是亞克力）在1936年開始批次生產，因此被二戰飛機廣泛使用。

丙烯酸酯類材料最大的缺點是耐衝擊性和耐溫性較差，聚碳酸酯類材料就是為了解決這一問題發展起來的。目前，美國空軍的第五代戰鬥機F-22，就採用了聚碳酸酯類材料來製造座艙蓋（F-22的早期原型機YF-22，座艙蓋採用的仍為丙烯酸酯類材料）。與丙烯酸酯類材料相比，聚碳酸酯類材料的優點很鮮明，首先是韌性更好強度更大，抗鳥擊能力突出。

盧卡斯航空航天公司進行過試驗，用普通的丙烯酸酯類有機玻璃製造的風擋，很容易被鳥撞擊擊破，而如果將兩層薄薄的丙烯酸酯之間加入一層聚碳酸酯類材料，其抗鳥擊能力就會成倍提高。試驗表明，它可以抵抗1千克的鳥以97千米/小時速度的撞擊。而且，聚碳酸酯類材料不只抗鳥撞能力高20%，而且抗炮彈能力更好。聚碳酸酯類材料的耐熱性也很好，試驗證明，當F-22戰鬥機以馬赫數2.0的高速進行飛行時，座艙蓋表面受空氣動力摩擦後溫度高達110攝氏度左右，此時聚碳酸酯製造的有機玻璃座艙蓋效能很穩定，完全滿足使用要求。現在聚碳酸酯類材料（PC）與丙烯酸酯類材料的複合結構已經成為戰鬥機座艙蓋的主流材料

聚碳酸酯類材料由於工藝複雜，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%。同時聚碳酸酯類材料耐磨性較差，且易溶於有機溶劑，因此非常嬌貴，對後勤保養提出了很高的要求和挑戰。目前在具體使用中，聚碳酸酯材料多與丙烯酸酯類材料進行復合，構成複合多層有機玻璃材料來使用，其中丙烯酸酯類材料在外，聚碳酸酯材料夾在中間，以充分揚長避短，並降低成本。德國空軍的F-4戰鬥機在升級改造時，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複合有機玻璃座艙蓋，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/小時的速度的撞擊。

蘇聯/俄羅斯，它們在技術上自成一格。在上世紀60、70年代，蘇聯也開始採用有機玻璃材料製造座艙蓋，比如聚氟代丙烯酸酯有機玻璃（也屬於丙烯酸酯類材料），其優點是耐高溫能力遠強於美國使用的部分丙烯酸酯類材料，最大耐溫溫度高達180攝氏度，特別適合高速戰鬥機。但眾所周知氟是劇毒物質，因此該座艙蓋在製造過程中不可避免會產生劇毒物質，且造價高昂。

隨後，蘇聯意識到有機玻璃還有一些固有的缺點，比如硬度小，耐磨性差，易劃傷；導熱性差，熱膨脹係數大；受到溫度、日光和溶劑等的作用時，性質會變化。而這些缺點，恰恰是無機玻璃的優點。而只要透過對傳統無機玻璃進行技術改進，比如無機玻璃分層製造、或在多層無機玻璃中間複合有機玻璃材料等，就能部分解決無機玻璃脆性大等缺點。

據專家推測，在俄羅斯第五代戰鬥機T-50上，就很可能使用了以無機玻璃材料為主的多層玻璃複合材料來製造座艙蓋，由於無機玻璃脆性高，韌性差，因此T-50的座艙蓋厚度很可能厚於F-22和F-16等為代表採用有機玻璃材料的戰鬥機，同時為了保證座艙蓋材料不碎裂，還需要多加一道金屬框進行加強。

但T-50的座艙蓋耐磨性更佳，且不溶於有機溶劑（比如機油等），因此更皮實、更易保養，在造價和可維護性方面相比F-22的座艙蓋佔有一定性優勢。

現如今的美國戰機座艙蓋使用了適應性更好的丙烯酸酯作為內外兩層，中間為聚碳酸酯，這樣的三明治複合座艙蓋，不僅可以切斷電子輻射、紫外線和紅外線對飛行員身體的傷害，而且在“三明治”座艙蓋上鍍上一層氧化銦錫膜和其他強化增透膜及保護層，還可以達到隱身的效果。

戰鬥機的座艙蓋，就是飛機的保護罩。從外表上看它像是一整塊透明的玻璃製造的。然而，確實是這樣，他的確是用玻璃製造。但是這可不是普通的玻璃。因為在飛行中對飛機的每一個部分的要求都非常嚴格。普通的玻璃是用矽酸鹽製造的，它的缺點是重量大而且很難被加工，只能做成平面模樣，這樣的形狀運用在超音速的飛機上肯定是不行的，因為受到的空氣阻力可能會很大，不符合飛機的要求。

經過科學的研究發明，現代的戰鬥機座艙蓋玻璃大都採用有機高分子製作，也就是我們常說的有機玻璃，這種新材料在原有玻璃優點的基礎上同時強度也提升很多，在重量方面更是極其突出，只有原有的二分之一重，而飛機對於重量的要求是很嚴格的，所以這種新材料才被應用到現代戰鬥機上。

如今的玻璃大多都是用化學方法合成，現在使用最廣的材料是聚碳酸酯材料，比如美國的f22就使用的這種材料，具有延展性好，硬度大，還能隔熱等眾多優點，早知道，飛機以如此快的速度飛行，與空氣摩擦產生的熱量也是及其恐怖的，一般材料早就受熱融化變軟，只有特製的材料才能隔絕這種溫度。但是由於製作難度較大，所以價格也比較昂貴。而普通的丙烯酸酯雖然說差一點，但奈何成本低，所以一般都是兩層丙烯酸酯中間夾一層聚碳酸酯，這樣一來問題就完美解決了，同時透光度也有提升。

玻璃座艙蓋是戰鬥機的標準裝置，但它並不能簡單的歸納為玻璃材料或者塑膠材料，這主要是由座艙蓋的效能要求所決定的。

早期的螺旋槳戰鬥機座艙蓋多采用無機玻璃製成，缺點很多。無機玻璃由熔融物經過冷硬化而獲得的非晶態固體，主要成分是二氧化矽、矽酸鈉和矽酸鈣，因此脆且易碎，工藝效能很差，難以做成複雜曲面。所以這時候的戰鬥機都是採用多片式平面風擋，阻力大而且重，就像這樣：

二戰日本零式戰鬥機多片式座艙蓋

現代戰鬥機隨著效能提升對座艙蓋要求高了很多：

透光性要好，便於飛行員觀察外部環境和地面人員觀察艙內情形；

阻光性要好，保護飛行員不受高空紅外線和紫外線傷害及延緩座艙內非金屬裝置的老化；

防撞性要好，一般規定戰鬥機在最大速度飛行時被1.8千克的鳥類撞擊不應發生穿透性損害，保護飛行員人身安全；

耐高溫性要好，高速、超音速流過機體表面的空氣摩擦導致的升溫要被合理的控制隔離開；

保溫性要好，高空低溫的環境，要能保持座艙內溫度適宜，同時防止結冰起霧；

隱身效能，第四代隱身戰鬥機座艙蓋要具備阻擋和吸收雷達波的能力，防止座艙形成腔體反射效應，降低戰鬥機的等效反射面積。

F-22戰鬥機採用一體化座艙蓋

美國戰鬥機是一種典型，其座艙蓋主要採用兩種樹脂材料加上金屬氧化膜。

丙烯酸酯具有良好的光學效能，其透光率接近高階光學儀器的水晶，高達90%。而且它的耐候性好，不易老化，不會像無機玻璃一樣出現銀紋現象，顏色也可以長期不發生變化，加工效能也不錯，因此是座艙蓋的優先選擇材料。

但它有一個最大的缺點，耐衝擊性和耐溫性差，如果單獨用於高速戰鬥機座艙蓋還是不足以勝任。

聚碳酸酯是一種幾乎無色的玻璃態無定形聚合物，光學效能同樣優秀，關鍵是熱變形溫度高達130多°C，且具有類似於有色金屬般的高衝擊強度和高韌性，還易加工成型，因此廣泛用於航空航天領域。

但它也有缺點，易溶於有機溶劑，耐磨性差，長期置於紫外線中會發黃。

F-35隱身戰鬥機的座艙蓋

由於上述兩種材料各有優缺點且優勢互補，所以美華人將丙烯酸酯作為內外兩層，將聚碳酸酯作為中間夾層製成三明治般的複合有機玻璃座艙蓋，能有效隔斷大多數有害的電子輻射、紫外線及長紅外線，並且厚度很薄。

而在此基礎上用磁控濺射法再鍍一層氧化銦錫金屬薄膜，加上其他強化增透膜及保護層，就是隱身戰鬥機座艙蓋的由來。

作為另一種典型的俄羅斯更多的採用聚氟代丙烯酸酯。這種特殊的丙烯酸酯的特點就是耐高溫超過180°C，非常適合高速飛行。其缺點就是硬度小，耐磨性差且有毒。

俄羅斯蘇-30戰鬥機

實際中，俄羅斯將新型無機玻璃和聚氟代丙烯酸酯複合製成戰鬥機座艙蓋，大大提高了耐磨性的同時降低了成本。

不過這種方法做成的座艙蓋相對來說脆性較高、韌性較低。為了滿足使用要求，一般比美國戰鬥機座艙蓋做的更為厚重