波音737NG飛機(jī)風(fēng)擋損傷分析

白建坤

摘要：波音737NG飛機(jī)風(fēng)擋常見(jiàn)的損傷類別有碎裂、劃痕、裂紋、破裂、分層、夾層氣泡、電弧損傷等。本文針對(duì)以上七種損傷進(jìn)行分析，為波音737NG飛機(jī)風(fēng)擋的維護(hù)和放行提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：波音737NG飛機(jī)；風(fēng)擋；損傷；分析

Keywords：B737NG aircraft；windshield；damage；analysis

0 引言

飛機(jī)風(fēng)擋承受結(jié)構(gòu)載荷和氣動(dòng)沖擊，具有防冰、除霧、排雨的功能，為飛行員提供清晰的視界。本文以波音737NG飛機(jī)1號(hào)風(fēng)擋為研究對(duì)象，介紹了風(fēng)擋的結(jié)構(gòu)組成，對(duì)風(fēng)擋玻璃常見(jiàn)的碎裂、劃痕、裂紋、破裂、分層、夾層氣泡、電弧等七種損傷進(jìn)行了分析，為風(fēng)擋玻璃的維護(hù)和放行提供相關(guān)依據(jù)，進(jìn)一步提高波音737NG飛機(jī)的持續(xù)適航安全。

1 波音737NG飛機(jī)風(fēng)擋結(jié)構(gòu)

波音737NG飛機(jī)1號(hào)風(fēng)擋由外層玻璃、中間層玻璃、內(nèi)層玻璃及層與層之間的透明膠合材料等組成，風(fēng)擋玻璃的結(jié)構(gòu)組成如圖1所示。

風(fēng)擋的外層玻璃是非結(jié)構(gòu)層，不承受外部載荷，內(nèi)表面鍍有導(dǎo)電膜，通過(guò)對(duì)導(dǎo)電膜加熱，可以實(shí)現(xiàn)玻璃的除霜。中間層和內(nèi)層玻璃為風(fēng)擋的結(jié)構(gòu)層，主要承受機(jī)艙內(nèi)增壓后載荷、外部沖擊載荷和氣動(dòng)載荷。中間層玻璃和內(nèi)層玻璃的任意一層出現(xiàn)破裂時(shí)，完好層均應(yīng)能承受飛機(jī)艙內(nèi)的增壓載荷，進(jìn)而確保飛機(jī)安全返航。外層玻璃與中間層、中間層與內(nèi)層玻璃之間使用的膠合層為柔性透明的聚氨酯夾層，起到玻璃層之間黏接、熱補(bǔ)償和緩沖沖擊的作用。

2 波音737NG飛機(jī)風(fēng)擋損傷常見(jiàn)類型及分析

波音737NG飛機(jī)風(fēng)擋損傷常見(jiàn)的主要類型有七種：碎裂、劃痕、裂紋、破裂、分層、夾層氣泡、電弧損傷。

2.1 風(fēng)擋玻璃碎裂

風(fēng)擋玻璃碎裂通常是指玻璃表面被堅(jiān)硬物體撞擊后造成材料缺失而引起的表面損傷，主要包括外層玻璃碎裂和內(nèi)層玻璃碎裂兩種，如圖2、圖3所示。

外層玻璃碎裂常見(jiàn)的類型有殼型碎裂和V型碎裂。殼型碎裂發(fā)生在窗框的表面或邊緣，碎裂的形狀可能是圓形或拱形，同時(shí)在碎裂的邊緣有許多細(xì)小的線（類似于裂紋），一般其寬度大于深度；V型碎裂的形狀呈窄V形，碎裂的深度等于或大于寬度。

內(nèi)層玻璃碎裂的形狀呈現(xiàn)長(zhǎng)條形，大多出現(xiàn)在玻璃內(nèi)表面，通常是粗糙彎曲的顆粒狀，并且通過(guò)反射很容易看到，會(huì)影響飛行員的視線。這種碎裂開(kāi)始時(shí)非常小，隨著飛機(jī)的繼續(xù)運(yùn)營(yíng)，碎裂會(huì)逐漸增大。

目前，波音737NG飛機(jī)風(fēng)擋碎裂損傷的放行標(biāo)準(zhǔn)為：

1）碎裂發(fā)生在結(jié)構(gòu)層時(shí)，碎裂深度不超過(guò)0.015in（0.381mm）。

2）碎裂發(fā)生在非結(jié)構(gòu)層時(shí)，不影響飛行員視線。

3）風(fēng)擋碎裂不得影響能見(jiàn)度。

2.2 風(fēng)擋玻璃劃痕

風(fēng)擋玻璃劃痕是指在玻璃表面發(fā)生的線性損傷，通常發(fā)生在外層玻璃表面和內(nèi)層玻璃表面。外層玻璃不是結(jié)構(gòu)層，表面劃痕從結(jié)構(gòu)上講是允許的，如果不影響飛行員的視線，可以繼續(xù)使用；如果影響到能見(jiàn)度，就必須更換。

內(nèi)層玻璃是結(jié)構(gòu)層，表面劃痕深度不允許超過(guò)0.015in（0.381mm），超過(guò)上述尺寸就必須更換玻璃；內(nèi)層玻璃表面如出現(xiàn)大量劃痕且嚴(yán)重影響飛行員視線，則必須更換。

2.3 風(fēng)擋玻璃裂紋

風(fēng)擋玻璃裂紋發(fā)生在外層玻璃時(shí)，會(huì)對(duì)風(fēng)擋加熱系統(tǒng)和機(jī)組視線造成影響。如果天氣不存在結(jié)冰條件，可以在不使用風(fēng)擋加溫且不影響飛行員視線的情況下，參考最低設(shè)備放行清單（MEL）放行，外層玻璃裂紋如圖4所示。

當(dāng)裂紋發(fā)生在中間層和內(nèi)層玻璃時(shí)（見(jiàn)圖5），是不允許放行的。中間層、內(nèi)層玻璃裂紋出現(xiàn)下列情況必須更換：

1）裂紋出現(xiàn)在金屬嵌件的周圍。

2）裂紋從螺栓孔延伸到風(fēng)擋采光口或旋轉(zhuǎn)且平行于金屬嵌件。

3）裂紋從一個(gè)螺栓孔延伸到另一個(gè)螺栓孔。

2.4 風(fēng)擋玻璃破裂

風(fēng)擋玻璃破裂的主要原因有外來(lái)物的沖擊、撞擊、玻璃層垂直邊破壞、表面劃傷、電弧損傷等。玻璃破裂可以在風(fēng)擋的外層、中間層和內(nèi)層中的任一層發(fā)生（見(jiàn)圖6），如果玻璃破裂發(fā)生在外層，由于外層玻璃是非結(jié)構(gòu)層，所以破裂后飛機(jī)可以在一定限度內(nèi)繼續(xù)飛行；中間層和內(nèi)層玻璃通常為風(fēng)擋的結(jié)構(gòu)層，如果其中任一層發(fā)生破裂，應(yīng)盡快更換風(fēng)擋。飛機(jī)風(fēng)擋結(jié)構(gòu)層破裂時(shí)，可以在無(wú)旅客狀態(tài)下飛回基地修理。

非結(jié)構(gòu)層玻璃與結(jié)構(gòu)層玻璃之間一般選用聚氨酯夾層，結(jié)構(gòu)層玻璃之間的夾層可選用PVB和聚氨酯或兩者的復(fù)合夾層。風(fēng)擋外表面的防潮封嚴(yán)容易失效，封嚴(yán)失效后潮氣會(huì)侵入風(fēng)擋夾層，并與夾層材料產(chǎn)生反應(yīng)，最終導(dǎo)致中間夾層老化和退化。夾層退化本身并不是結(jié)構(gòu)問(wèn)題，一般發(fā)生在窗框邊沿，夾層會(huì)從透明變成乳白半透明狀，逐漸變?yōu)辄S色或琥珀色，形成夾層玻璃破裂。

2.5 風(fēng)擋分層

風(fēng)擋分層是指外層玻璃、中間層玻璃、內(nèi)層玻璃與夾層材料表面之間的分離（見(jiàn)圖7）。分層在一定程度上會(huì)影響飛行員視線，標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)的分層不會(huì)影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

風(fēng)擋分層通常發(fā)生在風(fēng)擋的四周，目視檢査即可發(fā)現(xiàn)。如果風(fēng)擋分層的原因是由于潮氣侵入引起的，則風(fēng)擋會(huì)呈現(xiàn)乳白半透明狀態(tài)；如果分層原因不是潮氣侵入，則仍保持透明。

風(fēng)擋玻璃分層如影響到能見(jiàn)度就必須更換，分層會(huì)導(dǎo)致潮氣侵入，可能引起電弧和風(fēng)擋裂紋。波音公司推薦的分層放行標(biāo)準(zhǔn)是：分層從擋風(fēng)玻璃框架的邊緣開(kāi)始不能超過(guò)2in（50.8mm）。

2.6 風(fēng)擋夾層氣泡

風(fēng)擋夾層氣泡（見(jiàn)圖8）產(chǎn)生的主要原因有：風(fēng)擋加熱系統(tǒng)故障，引起風(fēng)擋過(guò)熱；風(fēng)擋玻璃在安裝時(shí)緊固過(guò)度，導(dǎo)致風(fēng)擋邊沿應(yīng)力集中。

風(fēng)擋玻璃夾層氣泡維護(hù)和放行標(biāo)準(zhǔn)：

1）夾層氣泡不得影響風(fēng)擋能見(jiàn)度。

2）如出現(xiàn)黑色或褐色氣泡，一般是由于加熱系統(tǒng)故障引起的，則需要更換風(fēng)擋玻璃。

2.7 電弧損傷

電弧損傷（見(jiàn)圖9）會(huì)造成風(fēng)擋防冰系統(tǒng)加熱失效。電弧產(chǎn)生的主要原因是氣體放電，其本身不影響風(fēng)擋結(jié)構(gòu)的整體性。如果電弧發(fā)生在導(dǎo)電條與導(dǎo)電膜的交接處，可能會(huì)延伸到風(fēng)擋的透明區(qū)域，如風(fēng)擋繼續(xù)加載工作電壓，產(chǎn)生的熱量會(huì)導(dǎo)致非結(jié)構(gòu)層玻璃的破損。當(dāng)導(dǎo)電膜、導(dǎo)電引線及接線盒處出現(xiàn)電弧損傷時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換風(fēng)擋玻璃。波音737NG飛機(jī)電弧損傷維護(hù)和放行的標(biāo)準(zhǔn)是：出現(xiàn)電弧損傷時(shí)必須更換風(fēng)擋玻璃。

3 結(jié)論

本文介紹了波音737NG飛機(jī)風(fēng)擋的結(jié)構(gòu)組成，對(duì)風(fēng)擋常見(jiàn)的碎裂、劃痕、裂紋、破裂、分層、夾層氣泡、電弧等七種損傷進(jìn)行了分析。對(duì)以上損傷的維護(hù)和放行標(biāo)準(zhǔn)總結(jié)如下：

1）風(fēng)擋玻璃碎裂維護(hù)和放行標(biāo)準(zhǔn)：碎裂發(fā)生在結(jié)構(gòu)層時(shí)，深度不得超過(guò)0.015in（0.381mm）；碎裂發(fā)生在非結(jié)構(gòu)層時(shí)，不得影響飛行員視線；碎裂不得影響能見(jiàn)度。

2）風(fēng)擋玻璃劃痕維護(hù)和放行標(biāo)準(zhǔn)：劃痕發(fā)生在結(jié)構(gòu)層時(shí)，深度不允許超過(guò)0.015in（0.381mm）；劃痕發(fā)生在外層玻璃時(shí)不得影響能見(jiàn)度。

3）風(fēng)擋玻璃裂紋維護(hù)和放行標(biāo)準(zhǔn)：裂紋發(fā)生在中間層和內(nèi)層玻璃時(shí)不允許放行；裂紋發(fā)生在外層玻璃時(shí)，可以在不使用風(fēng)擋加溫且裂紋不影響飛行員視線的情況下，參考最低設(shè)備放行清單放行。

4）風(fēng)擋玻璃破裂維護(hù)和放行標(biāo)準(zhǔn)：破裂發(fā)生在外層時(shí)，飛機(jī)可以在一定限度內(nèi)繼續(xù)飛行；破裂發(fā)生在中間層和內(nèi)層玻璃時(shí)，應(yīng)盡快更換風(fēng)擋，可在無(wú)旅客狀態(tài)下飛回基地修理。

5）風(fēng)擋分層維護(hù)和放行標(biāo)準(zhǔn)：風(fēng)擋玻璃分層如影響到能見(jiàn)度就必須要更換；分層從擋風(fēng)玻璃框架的邊緣開(kāi)始不能超過(guò)2in（50.8mm）。

6）風(fēng)擋夾層氣泡維護(hù)和放行標(biāo)準(zhǔn)：夾層氣泡不得影響風(fēng)擋能見(jiàn)度；如出現(xiàn)黑色或褐色氣泡，則需要更換風(fēng)擋玻璃。

7）風(fēng)擋電弧損傷維護(hù)和放行標(biāo)準(zhǔn)：風(fēng)擋玻璃出現(xiàn)電弧損傷時(shí)，必須更換玻璃。

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