飛機風擋玻璃占整機的比重雖然很小，但卻是重要關鍵部件之一。飛機風擋玻璃的制造幾乎涵蓋了玻璃的原片和深加工的所有高精尖技術。目前我們國家自行研制的大型飛機已經(jīng)安裝上我國自己制造的風擋玻璃。
1958年，我國第一塊自行研制的飛機風擋玻璃在中國建筑材料科學研究總院誕生。50年來，經(jīng)過幾代科技人員的努力，完成了國產(chǎn)飛機所有機型的玻璃研發(fā)配套任務。同時，也開拓了我國玻璃深加工技術的應用領域，使我國成為繼美、英、法、俄等少數(shù)幾個能自行研制飛機玻璃的國家之一。
2012年我國大飛機制造已經(jīng)設計研制開發(fā)成功，并開始批量生產(chǎn)，已經(jīng)接受380架訂單。
據(jù)有關方面的資料報道，目前世界上少數(shù)國家已經(jīng)開發(fā)了鋰鋁硅組分的專用特種浮法平板玻璃，它同樣采用浮法工藝生產(chǎn)，再經(jīng)特殊的離子交換增強處理后，強度和應力層深度比普通化學鋼化玻璃高50%以上，強度可接近400MPa。采用這種玻璃原片制作的新型飛機風擋玻璃，在保證600km/h的抗鳥撞強度的情況下，厚度可減薄到30mm以下，這種效果極其顯著。目前，這種特殊組分的專用浮法玻璃在中國國內(nèi)尚屬研制開發(fā)之中。
技術要求特殊
飛機風擋玻璃是飛機重要的結構功能部件，作為機身的一部分，風擋玻璃要保持流線型外形，能承受各種飛行狀態(tài)下的結構載荷和沖擊。同時，風擋玻璃要為駕駛員提供清晰的視界和良好的光學性能，還要具備除冰除霧、泄靜電、防雨水等多種功能，因此對風擋玻璃的性能有特殊要求。
一是承載和抗鳥要求。為保證具備足夠的力學性能，需要提高風擋玻璃的剛度和強度。風擋玻璃的外形尺寸確定后，在所選取單片玻璃強度一定的情況下，要滿足抗鳥撞要求，只能靠提高玻璃的總厚度來實現(xiàn)，許多大型飛機風擋玻璃的厚度都在40mm以上。
二是安全性可靠性要求。風擋玻璃，即夾層安全玻璃，需采用多層復合結構來保證玻璃破碎后的安全性。同時，提高風擋玻璃的使用壽命又是一項系統(tǒng)工程，需要綜合考慮結構設計、材料選用、玻璃增強、層合、電加溫系統(tǒng)、邊部連接密封等風擋玻璃設計制造的每個環(huán)節(jié)。
三是光學性能要求。風擋玻璃的主要光學性能指標包括：透光度、霧度、光學角偏差、光學畸變、雙目視差、副像偏離、眩光性能等，對于大尺寸、曲面外形、多層復合結構的風擋玻璃來說，制造難度很大。光學性能是影響風擋玻璃制造成品率的首要因素。光學性能的保證需要依靠玻璃精確成型技術、玻璃鍍膜技術以及玻璃層合技術。
四是電加溫要求。在飛行中機身結冰是對飛機致命的威脅，整個飛機都配有除冰系統(tǒng)。風擋玻璃的電加溫要求，可實現(xiàn)除冰、化霜、防霧功能，以保證特殊氣象條件下駕駛員的足夠視界。早期的電加溫玻璃是通過布置細電阻絲來實現(xiàn)的。目前主要都是在玻璃上鍍制透明導電薄膜，其制備工藝也由熱噴涂氧化錫膜發(fā)展到真空磁控濺射ITO膜。
五是連接密封要求。風擋玻璃與機身的連接方式直接影響玻璃的抗鳥撞強度。玻璃邊部的密封可保護膠合層和電加熱元件免受環(huán)境濕氣的侵蝕，對風擋玻璃的可靠性和使用壽命有決定性的影響。
風擋玻璃的許多功能都是通過玻璃上的涂層或鍍膜來實現(xiàn)的，防雨要求在玻璃外表面制備疏水或憎水涂層，電磁波屏蔽、雷達波隱身、熱發(fā)射等功能都可以通過鍍制不同的透明導電薄膜來實現(xiàn)。
國內(nèi)外技術新發(fā)展
近年來風擋玻璃技術發(fā)展趨勢為：輕量化、高可靠性、長壽命、多功能等。目前國內(nèi)外主要的技術已經(jīng)在不斷的創(chuàng)新中取得了新的進展。
例如，采用特殊組分專用平板玻璃原片。為進一步提高玻璃強度，降低飛機風擋玻璃的厚度和重量，美、法、德等國家開發(fā)了鋰鋁硅組分的專用特種浮法平板玻璃，它同樣采用浮法工藝生產(chǎn)，再經(jīng)特殊的離子交換增強處理后，強度和應力層深度比普通化學鋼化玻璃高50%以上，強度可接近400MPa。采用這種玻璃原片制作的新型飛機風擋玻璃，在保證600km/h的抗鳥撞強度的情況下，厚度可減薄到30mm以下。
玻璃增強和層合新技術。玻璃增強新技術的開發(fā)一直是飛機風擋玻璃制造技術的核心熱點。美國和法國公司采用鈉鉀體系的熔鹽進行離子交換增強，開發(fā)了牌號為Heculite II和Solidion的高強度玻璃，并已經(jīng)商業(yè)化應用。中國建筑材料科學研究總院針對玻璃增強技術開展了多年的研究，開發(fā)的綜合增強技術可將普通浮法玻璃的強度提高到400MPa以上，基本達到了國外產(chǎn)品的先進水平，為我國研制輕量化的大型飛機風擋玻璃奠定了基礎。
玻璃層合技術的研究主要集中在不同特性聚氨酯(PU)膠片的開發(fā)上，國外公司已有系列化產(chǎn)品，可根據(jù)不同的基板材料、不同的使用條件進行PU膠片牌號的選擇。國內(nèi)飛機風擋玻璃采用的膠片以聚乙烯醇縮丁醛樹脂(PVB)為主，PU膠片的生產(chǎn)還是空白，能夠進口的牌號也非常有限。
玻璃電加溫技術。目前，風擋玻璃用于除冰除霜的電加溫功能主要是通過透明導電膜來實現(xiàn)的，如果電加溫的溫度均勻性不好，會縮短風擋玻璃的使用壽命，嚴重的會引起玻璃炸裂。電加溫線路系統(tǒng)的短路、斷路等故障也是風擋玻璃主要的失效模式。國外公司在玻璃的鍍膜技術、導電膜電極連接技術和溫控系統(tǒng)方面都開展了卓有成效的工作，改善了風擋玻璃的可靠性和綜合性能。
提高壽命可靠性的綜合技術。國外公司的最新風擋玻璃產(chǎn)品，綜合采用了高效的邊部密封技術、低應力抗脫膠層合技術、高損傷容限玻璃增強技術、電加溫電極匯流條的設計制造技術、溫度傳感控制技術等，使用壽命可達到3萬飛行小時。
由于我國大型飛機風擋玻璃技術剛剛起步，在許多關鍵技術上與國外還存在差距，亟需在技術、工藝、裝備上有所突破，打破國外這一領域的壟斷。因此，研發(fā)大飛機用風擋玻璃，為我國大型飛機裝上國產(chǎn)風擋玻璃，不僅能解決飛機研制的配套急需，更可以促進我國玻璃加工的技術進步，提升玻璃深加工產(chǎn)品的質(zhì)量和功能水平，拓寬產(chǎn)品的應用領域，帶動整個行業(yè)的升級發(fā)展。
免責聲明：本網(wǎng)站信息文章來源于互聯(lián)網(wǎng)、期刊雜志或由作者提供，其內(nèi)容并不代表本網(wǎng)觀點，僅供參考學習所用。如遇有侵犯您的版權或其他有損您利益的行為，我們會立即進行改正并刪除相關內(nèi)容。
