万里之上展方寸：飞机驾驶舱发展史

万里之上展方寸：飞机驾驶舱发展史 原创 巴山夜雨涮锅 2019-04-11 06:34:28
首脑之地：战斗机驾驶舱的重要性
飞机驾驶舱（或称飞行驾驶舱），顾名思义，就是飞机上专门为飞行员、驾驶员所设立的舱室。对于具有多个舱室的军用飞机，狭义的驾驶舱可以仅指负责驾驶飞机的飞行员所处的舱室，广义的则把与飞行任务直接相关的人员，如射手、投弹手等所处的舱室也称为驾驶舱。不过对于运输的货物或人员所待的空间当然不能称为驾驶舱，而称为货仓、客舱等。


（F-15的座舱）
如果将飞机比作一支巨大的铁鸟，那么驾驶舱就是鸟的脑子。驾驶员从此处进行操纵，使飞机上升、下降、加减速、转向或其他动作。此外，驾驶员也从这里观察飞机的飞行状态，为操纵行动提供参考。因此，现代驾驶舱，至少包括以下几方面的要素：
其一是安全性和舒适性。飞行员连同飞机一起，可能到达数千米乃至上万米的高空，以数百公里乃至数千公里的时速行进，甚至可能有各种起落、急转动作。在这个过程中，飞行员承受着空气稀薄、辐射、巨大加速度等诸多影响。座舱及其配套的设施应对其加以保护。否则，飞行员可能遭到健康损害，甚至直接伤亡。
其二是信息传输。飞行员驾驶飞机，需要了解当前飞机的飞行高度、位置，各设备的工作状态，以及外界天气、温度，还有敌方的情报和我方讯号等。驾驶舱及其配套设施应该便于飞行员迅速掌握这些信息。
其三是操作便捷。即飞行员应该尽可能方便地完成对飞机的操纵。


（P-51的座舱）
问世百余年来，飞机驾驶舱经历了从简到繁，又化繁为简的变化历程。整体来说，这三方面都在不断加强。
悲催悬挂：“皇帝新衣”的驾驶舱
世上最早的带动力的飞机是莱特兄弟在1903年制造的“飞行者一号”。这架飞机空重274公斤，起飞重量360公斤。如此袖珍的重量，当然不可能做多么复杂的驾驶舱。事实上，“飞行者一号”的驾驶员很惨。这架飞机压根没有驾驶舱，甚至连一把椅子都没有。


飞行员是头朝前的趴在下机翼上面操纵飞机的。飞机的方向控制是移动连接到臀部的摇架来达到，飞行员靠着移动摇架来牵动缆线，使机翼扭曲而达到改变飞行方向的目的。飞行员不但完全暴露在空气中，而且简直松手就会掉下来。幸亏，这架飞机的最长一次飞行也不过59秒钟，飞行距离260米，所以飞行员还勉强能支撑得住。至于对外景的观测，当然是靠飞行员双眼了。


喝西北风：敞篷驾驶舱
此后的飞机逐渐改良，在机体上“挖”出了专门的舱室，供飞行员就座。对飞机的操纵，也有了专门的设备。以一战时德国的战斗机福克D.VII为例，这款单发、单座、双翼战斗机，是当时公认最优秀的战机。其驾驶舱内有几个仪表显示当前的高度、速度等飞行参数，有几个操纵杆，用于飞行员操控飞机行动。除此之外，在座舱前部还有两挺机关枪，这是飞行员用于对敌作战的武器。此时距离“飞行者一号”问世仅仅10多年，而飞机驾驶舱已然初步具备上前述功能。至于机舱外的情形，还是靠肉眼观测。


不过那时候飞机最大的特色是，驾驶舱是“敞篷”的，飞行员的头部和前胸暴露在天空中，不但承受着飞行时劈面而来的气流，而且空气中各种小玩意也能来个亲密接触。一战时候一位法国飞行员在天空顺手一抓，竟然抓到了一颗与他同向飞行的德国子弹。虽然飞行员都穿着厚厚的飞行服，戴着帽子和手套，但也够苦的。幸亏那时候飞机速度还不算太快。


据当时的飞行员回忆，由于驾驶舱是敞开的，伴着巨大的振动和噪声，寒冷而缺氧，为了在空战中集中注意力，飞行员们常常在升空前饮酒、打肾上腺素，甚至吸食毒品。英军甚至不给飞行员们配备降落伞，曾有飞机在空战中被击中起火，飞行员为了减少痛苦只好拨枪自尽。
家徒四壁：封闭驾驶舱出现
一战后期，随着工业的进步，飞机速度进一步加快，飞行高度也得到提升。这样一来，飞行员必须位于空气更稀薄、更寒冷，同时迎面风力更大的境况下。再用过去那种开放式的座舱，会对飞行员安全造成严重影响。因此，大致从那时候开始，人们开始给飞机加上“座舱罩”，把飞行员笼罩其中。这样，既能够保持机舱内的空气不至于流失，又能保持一定的温度，更可以挡住迎面而来的强风。世界上最早的封闭式座舱飞机，是由美籍意大利人贝兰卡制造的。当时的座舱，为隔框及窗格造形，采用玻璃材质。玻璃本身易碎，为了防止遭受气压变化或撞击碎裂，玻璃必须有一定的厚度，玻璃的“窗面”也不能太大。这就增加了飞机的负载，同时阻碍了视野。这一阶段，飞行员对外部的观测视野，比“敞篷”时代要差得多。
1927年，查尔斯·林德伯格驾驶贝兰卡制造的“圣路易斯精神号”飞机首次不间断飞越大西洋。由于路程遥远，飞机上加装了大油箱。同时，为了防止油料不断消耗，造成的飞机重心变化，贝兰卡把这架飞机的大油箱布置在较为中心的位置，也就是机翼正下方。遗憾的是，这恰好挡住了机舱的正前方。于是，飞行员在这个过程中，完全看不见正前方的东西。所幸，飞越大西洋的航程，原本也不需要太多的观测任务。


鹰击长空：二战与泡型舱罩
到了二战时期，战斗机得到更广泛的应用，双方飞机在空中格斗较量的频率比一战时候提升了千百倍。飞行员们需要更广泛地看到敌机，包括来自侧方和后方的敌情。这时，先前隔框及窗格造形的玻璃座舱罩就不太实用了。于是，“泡型舱罩”出现了。这种驾驶舱仿佛一个肥皂泡，可以为飞行员提供360度全方位的视野，从而使得飞机的灵活性更好。此外，1937年有机玻璃得到产业化，也为泡型座舱提供了材质基础。


（F-6F座舱）
同时，由于飞机的生产工艺更先进，座舱内的仪表设备也更为复杂。美军的P-51“野马”战斗机，是较早采用泡型座舱的战机之一。从图片可以看出，“野马”的座舱内设备比起一战时期的战机要繁杂得多。单是正面的仪表就多达10个左右。同时。一战飞机的操纵杆，大部分已经为更为精巧的开关、按钮所取代。


在P-38等部分战机的驾驶舱中，还能看到方向盘这种汽车中的常用配置。


二战中后期，德国空军的梅塞施密特Me262战斗机投入应用。这也是世界上第一款投入实战的喷气式战斗机，其速度高达每小时870公里。该机的半水泡形座舱盖在机身中部，可向右打开。前风挡玻璃厚90毫米，椅靠背铺15毫米钢板，均具备防弹能力。同时，装备有EZ—42陀螺瞄准具或莱比16B瞄准具，可用于机炮和火箭的发射瞄准。


二战时期的战斗机座舱还有一个很严重的问题，就是舱内温度。由于飞机速度更快，高度更高，机外的环境可能很冷，导致机舱里也滴水成冰。另一方面，由于发动机功率大，又采用了封闭式机舱，在低空尤其是起飞时，机舱温度又可能超过40度，对于穿着厚厚飞行服的飞行员真是痛苦的煎熬。


（日本零式战斗机座舱）
有的飞机配备了座舱加热系统，把发动机产生的热量导入到舱中，可以部分改善高空严寒的折磨，但对于酷热则没法处置。


（英国喷火战斗机座舱）

我知道答案 本帖寻求最佳答案回答被采纳后将获得系统奖励10 天空金币 , 目前已有0人回答