預(yù)防某型飛機座艙蓋空中爆破的分析與研究

梁濤 王朋

摘 要：飛機座艙蓋空中爆破，將對飛行員的人身安全、對國家的財產(chǎn)安全造成了嚴(yán)重的傷害，屬于嚴(yán)重飛行事故，本文針對某型飛機飛行過程中經(jīng)常性出現(xiàn)的座艙蓋空中爆破事故，從分析座艙蓋的功能、構(gòu)成及原理，查找發(fā)生問題的玻璃內(nèi)在及座艙蓋安裝裝配方面的外在原因，結(jié)合日常工作經(jīng)驗從飛機使用、機務(wù)維護等方面，制定預(yù)防座艙蓋空中爆破的維護、檢查方法。

關(guān)鍵詞：座艙蓋 應(yīng)力 維護

中圖分類號：V21 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）08（b）-0093-02

2018年05月14日早上，從重慶飛拉薩的川航3U8633航班飛越成都、進入山區(qū)，在高度9800m飛行時駕駛艙風(fēng)擋玻璃破裂，造成飛機座艙釋壓。同月29日，從杭州蕭山機場飛芽莊金蘭國際機場的首都航空J(rèn)D421航班在起飛不久后返航，其原因系飛機駕駛艙最外層風(fēng)擋玻璃出現(xiàn)裂紋。在部隊飛行訓(xùn)練中，也曾多次出現(xiàn)座艙蓋空中爆破的事故。本文主要針對某型飛機飛行過程中出現(xiàn)的座艙蓋空中爆破事故，從分析結(jié)構(gòu)原理、查找問題原因，結(jié)合日常工作經(jīng)驗制定預(yù)防座艙蓋空中爆破的維護、檢查方法。

1 功能及構(gòu)成

某型飛機座艙蓋旨在用來保證座艙密封、增壓，保護飛行員在飛行中和起飛、著陸時免受氣流的沖擊和為飛行員提供良好的視界，同時也是進出座艙的通道，要求它關(guān)閉時牢靠、開啟時靈活方便、拋蓋時迅速可靠。

座艙蓋由風(fēng)擋及活動蓋構(gòu)成。風(fēng)擋是由一塊前玻璃、兩塊側(cè)玻璃和骨架組成。其中前玻璃是一塊帶金屬框架的多層平板玻璃。中間部分為承力層，采用兩層中等厚度、全鋼化硅酸鹽玻璃；內(nèi)、外層采用半鋼化的薄硅酸鹽玻璃。四層玻璃厚度不同，玻璃間的膠合層由某型膠片和硅凝膠組成。其結(jié)構(gòu)特點是全無機層和結(jié)構(gòu)，沒有防彈玻璃，這種結(jié)構(gòu)既保證了良好的視線，又能抵御1.8kg重的鳥以550km/h速度的撞擊。前玻璃的框架由鎂鋁合金板材制成，通過螺釘固定在風(fēng)擋蒙皮的前窗口上。側(cè)玻璃為某號定向有機玻璃，在其周邊內(nèi)外均粘有玻璃鋼，用以加強玻璃邊緣，便于用螺栓直接與風(fēng)擋骨架連接。活動蓋由某號定向有機玻璃、增強有機玻璃和骨架等組成。定向有機玻璃邊緣用增強有機玻璃加強，用螺栓直接固定在骨架上，這樣可降低玻璃爆破的可能性，提高玻璃的使用壽命。如圖1所示，A區(qū)為主視區(qū)，為飛行員提供良好的視野。

2 座艙蓋爆破原因

2.1 座艙蓋玻璃在空中與外來物（如飛鳥等）相撞

空中外來物的撞擊超過了座艙蓋玻璃的設(shè)計強度，將直接導(dǎo)致玻璃破壞。如新聞曾報道2014年05月14日，空軍石家莊飛行學(xué)院某旅飛行學(xué)員亓成駕駛的飛機在飛行過程中遭到飛鳥撞擊，導(dǎo)致座艙蓋破損。

2.2 座艙蓋玻璃固有質(zhì)量導(dǎo)致的爆破

（1）疲勞裂紋。根據(jù)飛機座艙結(jié)構(gòu)要求同時為減小對飛行員的生理危害，隨著飛行高度的增加，座艙內(nèi)外的壓差增大，座艙玻璃的受力也增大。座艙蓋玻璃在內(nèi)外壓差及金屬骨架的共同作用下，在經(jīng)常反復(fù)增壓與卸壓過程中，產(chǎn)生疲勞裂紋。

（2）空中溫差引起的應(yīng)力。由于有機玻璃的導(dǎo)熱性較差，在高空飛行時，玻璃外表面環(huán)境溫度較低，而內(nèi)表面因座艙加溫而溫度較高，內(nèi)外表面的膨脹程度不一致，導(dǎo)致外表面產(chǎn)生拉伸應(yīng)力，容易在強度教薄弱的地方產(chǎn)生裂紋。

（3）由于維護不當(dāng)，座艙蓋產(chǎn)生了銀紋（銀紋是一種群體分布，在陽光下呈銀粉末狀閃閃發(fā)光，這種故障只有在晴朗的陽光下才能觀察到）或細(xì)小裂紋。

2.3 座艙蓋玻璃裝配原因

玻璃的裂紋，與裝配應(yīng)力和殘余應(yīng)力有關(guān)。如玻璃與骨架的貼合不好，或者螺栓孔不正，裝配時強行安裝，都會造成裝配應(yīng)力，雖然經(jīng)過熱處理，但應(yīng)力無法完全消除，成為殘余應(yīng)力，這種應(yīng)力一般存在于形狀復(fù)雜不易貼合處。因骨架剛度較大，如果安裝不注意，裝配應(yīng)力將很大，容易產(chǎn)生裂紋。

3 維護經(jīng)驗及措施

3.1 使用注意事項

（1）做飛行后檢查時，要對玻璃表面質(zhì)量進行檢查。對新裝機玻璃艙蓋重點在使用初始階段由專業(yè)人員用三棱鏡等專用工具對玻璃邊緣密封膠、邊緣連接螺栓孔進行檢查。銀紋深度應(yīng)用銀紋深度測定儀進行測量。

（2）座艙蓋的使用過程中應(yīng)禁止用有機溶劑（如酒精、汽油、丙酮、油漆、燃油）擦拭玻璃表面。對座艙蓋玻璃的輕微劃傷，可用脫脂棉或絨布蘸拋光膏拋光，拋光時應(yīng)做圓周運動或“8”字型（如圖2中①或②）運動，不應(yīng)總是在一處來回運動，按壓力度應(yīng)適度，并注意用力均勻，以免引起玻璃表面折光。拋光后必須用中性肥皂和溫水將拋光膏洗凈，然后用干凈的脫脂棉將玻璃擦拭干凈。

（3）嚴(yán)禁玻璃被碰傷、劃傷，對劃痕較嚴(yán)重的要及時請示報告。

（4）保證座艙蓋玻璃在規(guī)定壽命內(nèi)，嚴(yán)禁超壽使用。

3.2 維護保養(yǎng)

（1）檢查合格的座艙蓋，應(yīng)在其玻璃上粘上保護紙，其粘接物應(yīng)很容易從玻璃上除掉，并且對玻璃無損傷和腐蝕。

（2）注意防水防潮。有機玻璃在潮濕環(huán)境中具有一定的吸水性，特別是某型飛機采用的某號定向有機玻璃具有較強的吸水性，水分的吸收與揮發(fā)會使玻璃提前老化、表面產(chǎn)生銀紋。雨、雪后要打開蒙布通風(fēng)，以免玻璃長時間經(jīng)受潮氣浸潤。

（3）避免日光長時間暴曬，露天停放飛機時要蓋好艙蓋布。工作時需注意工作燈與玻璃距離不小于1000mm。

（4）座艙蓋的保管和運輸應(yīng)有防震、防機械碰撞、避免化學(xué)藥品接觸，并應(yīng)在不使玻璃變形、不產(chǎn)生永久變形等條件下進行保管運輸。

（5）觀察到有脫膠（指膠片與玻璃脫開，通常呈帶狀，內(nèi)邊緣向中心發(fā)展，從某一角度觀察，脫膠邊緣呈彩虹狀）現(xiàn)象時需換新。

3.3 其他方面

（1）機上工作時做好座艙蓋玻璃的防護，防止工具等物品碰擊、磕傷玻璃表面。

（2）飛行時做好機場附近的驅(qū)鳥工作，降低鳥撞飛機概率。

4 結(jié)語

研究某型飛機座艙蓋空中爆破的原因，有助于機務(wù)人員加深對有機玻璃損傷原因的了解，深刻地認(rèn)識到有機玻璃損傷給飛機安全性能帶來的后果嚴(yán)重性，并且能夠在玻璃損傷發(fā)生時指導(dǎo)機務(wù)人員采用正確的方法進行處理，同時提醒相關(guān)人員在后續(xù)工作中運用合理的檢測和維修方法，從而減少事故的發(fā)生。隨著材料學(xué)等各相關(guān)科學(xué)的發(fā)展進步，各種新型有機玻璃隨之誕生，也將出現(xiàn)各種新的損傷類型，因此，我們還要不斷地學(xué)習(xí)新知識，提高我們解決新問題的能力，只有這樣才能保證飛行安全，為國家的國防事業(yè)貢獻(xiàn)力量。

參考文獻(xiàn)

[1] 蘇新兵，王建平，周瑞祥.某型飛機新型阻力傘機構(gòu)改進設(shè)計[J].液壓與氣動，2008（2）：11-13.

[2] 文韜，李長云.某型飛機座艙蓋玻璃后弧花槽裂紋問題的解決方法[J].長沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2005， 5（4）：34-37.

[3] 趙道文.飛機座艙蓋爆破分析[J].機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新， 2009，22（2）：15-16.