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《中国机长》硬核科普:航空玻璃事故是什么原因导致破裂?

文章出处:    责任编辑:    发布时间:2020-05-18 10:28:45    点击数:755   【
[导读]:《中国机长》是按照川航事件中飞机的前挡风玻璃破裂,机长凭借过硬的技术和大勇气成功备降机场,挽救一整个飞机人员的生命改编的电影。 很多观众在观影时只知道是3U8633的玻璃破碎导致了后续一系列险情的发生,但是却少有人知道这架飞机是空客A319机型,脱落的风挡玻璃由法国圣戈班供应。 除此之外,还有更多值得深思的点。比如,玻璃为什么会碎裂?川航的这次玻璃事故是偶然吗?这些都是需要从更加专业的视角来回答的问题。

《中国机长》是按照川航事件中飞机的前挡风玻璃破裂,机长凭借过硬的技术和大勇气成功备降机场,挽救一整个飞机人员的生命改编的电影。

很多观众在观影时只知道是3U8633的玻璃破碎导致了后续一系列险情的发生,但是却少有人知道这架飞机是空客A319机型,脱落的风挡玻璃由法国圣戈班供应。 除此之外,还有更多值得深思的点。比如,玻璃为什么会碎裂?川航的这次玻璃事故是偶然吗?这些都是需要从更加专业的视角来回答的问题。

川航事故

玻璃为什么会破裂? 航空玻璃是飞机的重要组成部分,不仅起到透明件的作用,主要涉及到维持飞机气动外形、客舱增压的功能。按照安装位置,它可以分为驾驶舱玻璃和客舱的舷窗玻璃。 所有的航空玻璃被装机应用之前,都需要进行一系列严格测试,必须具有抗撞击、抗裂纹等性能。 为了达成上述功能,驾驶舱的风挡玻璃须由多层玻璃组合而成。一般热钢化玻璃是最外层,中层和内层为化学强化玻璃,层与层之间用PVB树脂聚乙烯醇缩丁醛)或PU(聚氨酯)或PVB+PU结合在一起。这样的设计是为了增加抗撞击能力。 

风挡玻璃在结构强度上需要做三方面验证:

(1)极限强度验证;

(2)破损安全验证; 

(3)疲劳验证。

一位从事客机风挡玻璃工作的技术专家告诉出行一客,对于设计运行高度不超过13700米的机型,风挡玻璃作为增压舱的构成部分,应能够承受1.33倍的座舱泄压阀最大设定值的压力;而且考虑1.5倍的安全系数,还需要额外采用系数2来覆盖材料性能波动、长期使用的性能衰退、环境条件的影响。因此,为证明风挡的这一极限承载能力,需要在1.33×1.5×2=4倍的泄压阀最大调定值压力下(考虑泄压阀的压力容差上限)试验考核。 此外,当风挡玻璃本身发生任何一层破损后,要求风挡必须能经受住座舱最大压差载荷与临界气动压力的承载能力,并考虑温度的影响;因此为证明风挡的破损安全能力,需要在仅剩一层相对薄弱的完好结构层玻璃的情况下,用座舱最大使用压差和最大气动压差叠加后压差的2倍载荷进行试验考核。 

上述专家表示,特殊风险中,风挡要证明扛得住1.8公斤的鸟在飞机最大海平面巡航速度下的撞击,保证不穿透,且至少内层玻璃不会产生伤害飞行员的飞出物。 除防撞击外,风挡玻璃还要具有除冰除雾的功能。因此,最外层钢化玻璃的内侧还装有透明的导电覆盖膜-加热膜,该装置是为了帮助风挡玻璃除冰。内层玻璃中间则装有除雾装置。 按照上述情况来看,同济大学航空与力学学院教授沈海军告诉出行一客,风挡玻璃破裂可能存在四大原因。一是高速运动中的外来物撞击,例如鸟、冰雹等;二是窗框及安装紧固件问题;三是玻璃质量问题;四是加热系统故障。 根据民航局通报的情况,川航3U8633航班是在正常爬升至9800米高空时,驾驶舱右座前风挡玻璃突然破裂并脱落。9800米高度接近于平流层,沈海军表示,在如此的高度,存在飞鸟、冰雹外部撞击物的可能性很低。 但这个可能性目前仍不能完全排除,上述风挡玻璃专家向出行一客表示,成都-拉萨航线就曾发生过高空鸟撞。

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