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昨天,又一架飞机风挡玻璃出现裂纹
类别:汽车高铁  日期:2020-6-10  来源:中国玻璃报道  点击率:17808  打印 关闭

 

6月9日,海南航空从三亚飞往北京的HU7380航班起飞后,因飞机驾驶舱风挡玻璃出现裂纹,返航备降三亚凤凰机场。此次事件未造成人员伤亡,该航班已经于当天20点14分重新起飞飞往北京。

 

6月10日凌晨,海南航空发布微博回应称,系飞机起飞后,加温导致外层风挡出现裂纹。具体回应如下:

 

6月9日,我司HU7380航班(机型B737-800 B-5579 三亚-北京)因机械故障原因返航。经初步调查,系飞机起飞后,使用右一号风挡加温后外层风挡出现裂纹。为确保飞行安全,决定返航三亚,故障原因正在进一步调查。我司已另行安排飞机继续执行该航班,旅客于当天23: 41分抵达北京。由此给旅客出行带来的不便,我司深表歉意。
 

 

B737风挡由三层组成,外层为非结构层,中间层和内层为结构层,是主承力结构,起双支撑的承力作用,外层裂纹不会对飞行安全产生直接影响。

 

事实上,飞机风挡玻璃出现裂纹的事件已有多起。2019年11月5日,哈尔滨飞宁波的ZH9765航班,18:09起飞后,19:10返航回到哈尔滨,因驾驶舱风挡玻璃发现裂纹。
 

2019年10月27日,西藏航空TV9822三亚—成都航班,驾驶舱右前风挡玻璃出现裂纹备降贵阳。有乘客透露,备降期间无异常,落地后被通知航班取消……
 

2018年5月14日,川航3U8633航班从重庆飞往拉萨。在9800米的高空,飞机挡风玻璃突然爆裂脱落,在瞬间失压,驾驶舱温度只有零下40摄氏度的生死关头,退役军人、机长刘传健沉着果断处置险情,靠毅力掌握操纵杆,最终成功备降,确保了机上128名机组人员和乘客的生命安全。

 

就在不久前,6月2日,中国民用航空安全信息系统发布2018年5月14日川航A319-100/B-6419号机执行3U8633重庆至拉萨航班风挡玻璃空中爆裂脱落事件的调查报告。

 

调查报告显示,本次事件的最大可能原因是:B-6419号机右风挡封严(气象封严或封严硅胶)可能破损,风挡内部存在空腔,外部水汽渗入并存留于风挡底部边缘。

 

https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/ZVX2F5ld2Pc5liaaIy7sEia4086BtFgjPN3GLVxzzic8taibCjoOHXbcuD1KC7LmdZ2JageFm8KbjvibbgraroSvbLg/640?wx_fmt=png&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1

 

电源导线被长期浸泡后绝缘性降低,在风挡左下部拐角处出现潮湿环境下的持续电弧放电。电弧产生的局部高温导致双层结构玻璃破裂。风挡不能承受驾驶舱内外压差从机身爆裂脱落。

 

据航空知名博主@航空物语介绍,客机风挡玻璃出现裂纹并不罕见,世界范围内类似事件甚至不到一周就会发生一次。飞机风挡有多层可以承力的玻璃构成,任何一层都可以单独承受气压差,一层裂纹不用太担心。

 

来,多了解一下“娇气”的飞机风挡玻璃!

 

三层防护

 

飞机的风挡玻璃起初就是为飞行员遮风避雨的,因为更早期的飞机压根就没有风挡,飞行员只有一副风镜。

 

后来在飞行员和乘客鼓励下,制造商生产带篷子的飞机,这下就舒服了。不过那时候的飞机没有增压技术飞不高,所以风挡有点像今天的私家车风挡,能加温但复杂程度不如今天的飞机。

 

飞机风挡进化史大约是这个样子:上世纪20年代用的是平板退火玻璃→30年代曲胶层纤维素复合玻璃→40年代用热淬火胶层聚乙烯醇玻璃→50年代以后是有机玻璃或钢化玻璃的多层复合结构风挡。

 

如今的波音、空客飞机的风挡更像是一块透明的玻璃墙,性能不俗,重量不轻。一块A320的风挡玻璃重达35公斤。

 

既要承受压力、温度变化,又要承受鸟击不碎。所以现代客机风挡采用三层加密设计:分为外层钢化玻璃、中层树脂玻璃、内层化学钢化玻璃,玻璃与玻璃之间还有其他材料的涂层和胶层。

 

中层和内层风挡玻璃是机身结构的一部分,根据飞机风挡制造商PPG的数据,每层厚度约为8毫米,承担着气压负载。

 

中层风挡是一个防失效结构,如果内层玻璃破裂,它可以防止碎片飞溅,同时也承担着一定的结构负载。

 

外层风挡玻璃厚度约为3mm,是一个坚硬耐磨的刚性表面,是外来物冲击飞机的第一道防线,起到防止外来物体损伤和磨损的屏障作用,比如能抵抗1.8公斤重的鸟,以600公里时速撞击。

 

空客320大修窗框拆解,螺丝口要涂抹油灰和锌铬酸盐,主要起到防腐作用,而且上紧螺丝要使用扭力扳手

 

43度恒温加热 

 

在外层和中层之间有一个纳米厚的导电涂层,采用氧化铟锡,氧化铟锡是一种N型氧化物半导体,主要的特性是其电学传导和光学透明的组合,其价格昂贵。

 

在导电层与风挡内部通过汇流条连接,电流通过汇流条进入导电层,氧化铟锡涂层通电产生热量为风挡加热。风挡加温控制组件使风挡温度保持在43度。

 

由于涂层原因,每个风挡导电层的电阻不一样,一般会在风挡上有电阻代码标识,不同代码代表不同的导电层的电阻值,便于匹配电压与导电层电阻。

 

根据波音737NG排故手册,飞行中,若风挡温度小于37度时,加温电路连通加温;当达到43度时,会降低电流保持温度;如果温度超过62度时,继电器断电,加热电路切断。

 

加温是防止风挡结冰,飞机在中低空飞行时,空气中的水汽大,有利于结冰;而高空的空气干燥,随不具备结冰条件,但在提高安全的前提下,依然要开启。

 

有知乎网友说,加温不仅是为了防冰防雾,而是保证玻璃强度。飞机驾驶舱风挡用的不是普通玻璃,而是复合材料,低温下会变脆,所以加热。

 

美国航空周刊曾在一篇《风挡失效》的文章中提及,温度的变化会导致玻璃弹性发生变化。因为寒冷的窗户很脆弱,抵抗撞击的能力尤其鸟击的能力较弱,而温暖的窗户则更能抵抗撞击造成的损害。

 

另外,有20%的风挡故障来自加热失效,加热失效警告发出不久后,一扇窗户开始破裂,风挡必须在短时间内承受温差导致的热胀冷缩,而产生的局部应力变化,此时,机组立刻采取应急处置程序。

 

在挡风玻璃内有恒温器,以防止过度加热,但恒温器或温度传感器有可能会失效。如果在飞行中发生这种情况,飞机的速度将被限制。如果在地面误操作加热,并且没有冷空气降温,可能会导致过热,从挡风玻璃上观察时景物出现波浪变形。
 

从波音777飞机开始时 ,风挡加温是自动打开,并在最后关闭,这一改进旨在从繁琐的“家务”劳动中解脱,消除潜在隐患更专注飞行。
 

曲面大屏玻璃

 

在波音787的4扇式风挡出现之前,客机的风挡玻璃受成本、工艺、力学结构、技术限制,都是近乎于平面的6扇窗结构。为了与787飞机外形浑然天成,风挡玻璃热加工成曲面,符合空气动力学。注意过787机头的网友肯定会发现,787的风挡面积很大,而且不能打开。国产C919也是采用这种设计。

 

这就是驾驶舱设计的思路差异,驾驶舱风挡设计者必须与不同的安装要求相抗衡。在以往的飞机上,例如767、777、A330等,窗框被固定在机身结构中,机长可以在地面开窗通风,但这意味着玻璃不能承重。

 

为了提高结构可靠性,波音787取消了滑动侧窗设计,旨在让风挡免受破坏性负载。

 

空客A350也曾想采用4扇式风挡,但是这就需要对机头进行重新设计,重新风动吹风,而且时间和成本上也耽误不起,无奈只有采用老式六扇式风挡。

 

在正常情况下,驾驶舱玻璃可以承受5倍飞机最大内外压差载荷,当一层破损后,仍然可以承受2倍最大压差的载荷,也是非常安全的。有时我们会看到飞机玻璃破碎严重,但绝对比我们想象的要坚固的多。(综合自经济日报、科技日报、网易航空微信公众号)

 



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