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川航風擋玻璃事件:國産大飛機需解“空窗”之困

2018年05月22日 07:42:22 來源: 科技日報

  我國客機風擋玻璃每年維修更換花費數億

  國産大飛機需解“空窗”之困

  最近的川航風擋玻璃事件,將人們的視線轉移到用于萬米高空的客機風擋玻璃。目前,美、法、英三家公司壟斷著全球航空風擋玻璃市場。飛機風擋玻璃研發難點在哪?為什麼這麼重要?我國相關研究進展如何?國産大飛機如何破解“空窗”之困?記者20日採訪了相關人士。

  客機玻璃結構類似“三明治”

  “玻璃既是結構件也是整體件,雖然佔整機比重很小,但卻直接關係到駕駛員和整個飛機的安全,是關鍵部件之一。”中國建築材料科學研究總院(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有機透明材料復合而成,具備多種功能:有足夠強度,以承受飛機座艙壓力、氣動載荷、機體結構載荷等;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構比作“三明治”,例如388結構,每層玻璃厚度分別為3毫米、8毫米、8毫米。最外層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。電加溫線路係統的短路、斷路等故障也會造成風擋玻璃失效。”臧曙光説,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”。

  三家公司壟斷全球市場

  風擋玻璃壽命、可靠性直接關係到民航用大型客機運營成本,也是衡量其質量的重要指標。

  臧曙光告訴記者,目前全球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億元。

  究其原因,這些廠商是通過技術創新引領了輕量化、高可靠性、長壽命、多功能的産品發展趨勢。

  美、法等國家開發的鋰鋁硅組分的專用平板玻璃,強度和應力層深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。採用這種玻璃原片制作的新型飛機風擋玻璃,在保證600公裏/小時的抗鳥撞強度的情況下,厚度可減薄到30毫米以下,減重效果極其顯著。

  國産玻璃被用于C919舷窗

  1958年,建材總院研制成功了我國第一塊飛機防彈玻璃,之後又相繼研制成功30多個品種60多種規格的航空玻璃,滿足了包括殲擊機、轟炸機、運輸機、直升機等國産機種配套需要。

  國産大飛機也拉動了包括玻璃在內的高技術産業發展,目前已有國産玻璃被用于國産大飛機舷窗。

  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,雖然我國能夠生産出滿足適航要求、性能可與國外相媲美的産品,但因為缺乏大型客機的實際應用經驗,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)首席科學家包亦望分析,不考慮鳥撞和衝擊,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;玻璃破裂隨後脫落,形成空窗;沒有破裂整體脫落。

  “這都可以預先檢測和預防。”包亦望舉例説,第一、二種情況下,玻璃一定存在某個破壞源(缺陷、微裂紋或劃痕),為防止事故發生,可對沒有發生事故的飛機採用無損在線檢測方法排除風險隱患,或對用了5年以上的飛機進行檢查。建材總院和CTC發明的光彈掃描法可用來檢測、預測玻璃內應力集中和缺陷的部位,已廣泛應用于建築玻璃安全及各種鋼化玻璃安全檢查。

【糾錯】 [責任編輯: 陳延特 ]
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