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【中玻網(wǎng)】國產(chǎn)大飛機需解“空窗”之困
川航風擋玻璃事件,將人們的視線轉(zhuǎn)移到用于萬米高空的客機風擋玻璃。目前,美、法、英三家公司壟斷著大部分國家航空風擋玻璃市場。飛機風擋玻璃研發(fā)難點在哪?為什么這么重要?我國相關研究進展如何?國產(chǎn)大飛機如何破解“空窗”之困?科技日報記者20日采訪了相關人士。
客機玻璃結(jié)構(gòu)類似“三明治”
“玻璃既是結(jié)構(gòu)件也是整體件,雖然占整機比重很小,但卻直接關系到駕駛員和整個飛機的安全,是關鍵部件之一!敝袊ㄖ牧峡茖W研究總院(以下簡稱建材總院)玻璃科學研究院副院長臧曙光告訴記者,目前客機風擋玻璃多由無機硅酸鹽玻璃與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系透明材料復合而成,具備多種功能:有足夠強度,以承受飛機座艙壓力、氣動載荷、機體結(jié)構(gòu)載荷等;作為透明觀察窗,要具有良好的光學性能;具備抗鳥撞以及防冰除霧等功能。
臧曙光將客機玻璃結(jié)構(gòu)比作“三明治”,例如388結(jié)構(gòu),每層玻璃厚度分別為3毫米、8毫米、8毫米。外層3毫米的玻璃表面,需要鍍上一層透明導電膜——該膜具備除冰除霜的電加溫功能。
“如果電加溫的溫度均勻性不好,會縮短風擋玻璃使用壽命,嚴重時會引起玻璃炸裂。電加溫線路系統(tǒng)的短路、斷路等故障也會造成風擋玻璃失效。”臧曙光說,由于幾乎涵蓋了玻璃加工的所有高精尖技術,飛機風擋玻璃制造被稱為“玻璃加工技術之花”。
三家公司壟斷大部分國家市場
風擋玻璃壽命、可靠性直接關系到民航用大型客機運營成本,也是衡量其質(zhì)量的重要指標。
臧曙光告訴記者,目前大部分國家大型飛機制造主要被波音、空客壟斷,為其配套的三家公司也壟斷了客機風擋玻璃市場。我國每年僅維修更換玻璃的費用就達數(shù)億元。
究其原因,這些廠商是通過技術創(chuàng)新帶領了輕量化、高可靠性、長壽命、多功能的產(chǎn)品發(fā)展趨勢。
美、法等國家開發(fā)的鋰鋁硅組分的專項使用平板玻璃,強度和應力層高層度比普通化學鋼化玻璃高50%以上,每平方米面積可承受近5000公斤的力。采用這種玻璃原片制作的新型飛機風擋玻璃,在保證600公里/小時的抗鳥撞強度的情況下,厚度可減薄到30毫米以下,減重效果較其顯著。
國產(chǎn)玻璃被用于C919舷窗
1958年,建材總院研制成功了我國一塊飛機防彈玻璃,之后又相繼研制成功30多個品種60多種規(guī)格的航空玻璃,滿足了包括殲擊機、轟炸機、運輸機、直升機等國產(chǎn)機種配套需要。
國產(chǎn)大飛機也拉動了包括玻璃在內(nèi)的高技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展,目前已有國產(chǎn)玻璃被用于國產(chǎn)大飛機舷窗。
但臧曙光告訴記者,客機風擋玻璃有著嚴格的準入制度和適航認證管理程序,國內(nèi)應用需通過中國民航CAA認證,如要為波音、空客等配套,還需通過美國FAA等國外認證。
他認為,雖然我國能夠生產(chǎn)出滿足適航要求、性能可與國外相媲美的產(chǎn)品,但因為缺乏大型客機的實際應用經(jīng)驗,打破國外公司壟斷還需時日。
建材總院博導、中國建材檢驗認證集團(CTC)重要地位科學家包亦望分析,不考慮鳥撞和沖擊,飛行過程中飛機風擋玻璃破壞可分為三種情況:玻璃破裂但沒有脫落,還能擋風但影響視野;玻璃破裂隨后脫落,形成空窗;沒有破裂整體脫落。
“這都可以預先檢驗和預防。”包亦望舉例說,一、二種情況下,玻璃一定存在某個破壞源(缺點、微裂紋或劃痕),為防止事故發(fā)生,可對沒有發(fā)生事故的飛機采用無損在線檢驗方法排除風險隱患,或?qū)τ昧?年以上的飛機進行檢查。建材總院和CTC發(fā)明的光彈掃描法可用來檢驗、預測玻璃內(nèi)應力集中和缺點的部位,已廣泛應用于建筑玻璃安全及各種鋼化玻璃安全檢查。
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