分析飛機(jī)的有機(jī)玻璃材質(zhì)部件應(yīng)用和處理辦法

　　裂紋產(chǎn)生的原因及其影響座艙蓋有機(jī)玻璃在使用過(guò)程中產(chǎn)生裂紋的原因主要由于玻璃表面有應(yīng)力集中導(dǎo)致疲勞裂紋，而其應(yīng)力產(chǎn)生主要有以下幾個(gè)原因：座艙內(nèi)外靜壓差和局部空氣動(dòng)力壓差所引起的應(yīng)力因飛機(jī)在高空飛行中需在座艙內(nèi)增壓，在內(nèi)外壓力作用下，整個(gè)座艙蓋都參加受力，其中玻璃直接承受大部分的載荷，它的受力情況如所示。

　　在內(nèi)外壓力差作用時(shí)，玻璃表面產(chǎn)生橫向彎曲，其中半徑方向有均勻增大的趨勢(shì)，但其兩側(cè)下緣是通過(guò)粘接的滌綸帶與金屬骨架相連，由于金屬骨架剛度較大，限制了玻璃半徑的增大。因此，玻璃兩側(cè)下緣就會(huì)受到向內(nèi)的作用力P側(cè)向，在P側(cè)向的作用下，有機(jī)玻璃產(chǎn)生橫向彎曲，各縱截面要承受彎矩而產(chǎn)生正應(yīng)力。由于玻璃后弧上開(kāi)有花槽使其強(qiáng)度減小，且整個(gè)座艙蓋在使用過(guò)程中經(jīng)常需要反復(fù)增壓與卸壓，所以在沿后弧花槽內(nèi)、外表面很容易產(chǎn)生縱向的疲勞裂紋。

　　裝配應(yīng)力與殘余應(yīng)力有機(jī)玻璃在加工后弧花槽過(guò)程中由于刀具或加工方法等條件的限制，加工區(qū)表面容易產(chǎn)生過(guò)熱而形成熱影響區(qū)，在其后工序中如沒(méi)有切除就會(huì)造成殘余應(yīng)力，或由于玻璃與骨架貼合不好。螺檢孔不正，強(qiáng)行裝配等原因造成裝配應(yīng)力，通過(guò)裝配后的回火處理而未能將這些應(yīng)力消除時(shí)，都可能使花槽產(chǎn)生裂紋。

　　通過(guò)以上分析可以看出，座艙蓋玻璃1在使用過(guò)程中可能承受上述幾種應(yīng)力，前兩種應(yīng)力是艙蓋玻璃在使用時(shí)產(chǎn)生的，但后一種應(yīng)力又往往是造成玻璃裂紋的直接原因。一旦玻璃表面產(chǎn)生裂紋后，其抗拉強(qiáng)度與沖擊韌性會(huì)明顯下降，如未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)裂紋發(fā)展到一定的程度時(shí)，艙蓋玻璃有內(nèi)外壓差及空氣動(dòng)力的作用下，極有可能發(fā)生座艙蓋空中爆破的飛行事故。因此，艙蓋玻璃后弧花槽裂紋的現(xiàn)象不容忽視，必須制定修理方法加以徹底解決。

　　由于有機(jī)玻璃的導(dǎo)熱性較差，在加工過(guò)程中很難控制后弧花槽熱影響區(qū)的產(chǎn)生，為了能夠徹底的解決這一問(wèn)題，最根本的方法是取消后弧花槽，采用如所示的平直端面，并將原有1.545倒角改為R2.0mm的圓弧后弧平直端面示意圖倒角，從而解決裂紋產(chǎn)生的根源。改裝后的主要技術(shù)參數(shù)與裝配方法某型飛機(jī)座艙蓋玻璃后弧在改裝前的結(jié)構(gòu)及主要技術(shù)參數(shù)如所示。

　　某型座艙蓋玻璃后弧花槽改裝前裝配示意圖改裝后主要技術(shù)參數(shù)及裝配方法如所示，其中最重要的熱間隙數(shù)據(jù)的確定是保證改裝后艙蓋玻璃使用安全的關(guān)鍵部位。因此，為了保證玻璃端面與骨架的搭接量，可取消橡膠襯套，其作用可以由填充XM-48膩?zhàn)觼?lái)代替，但是必須保留起支撐蒙皮作用的間隔襯套，通過(guò)計(jì)算分析后定出熱間隙為6+2-0.5.在玻璃下料和裝配過(guò)程中應(yīng)重點(diǎn)控制玻璃后弧與螺栓間隔襯套的熱間隙，其他零件的裝配及其檢驗(yàn)方法仍按原有工藝規(guī)程的要求執(zhí)行。

有機(jī)玻璃在飛機(jī)中的應(yīng)用

有機(jī)玻璃俗稱明膠玻璃，由甲基丙烯酸甲酯單體或甲基丙烯酸甲酯和其他改性劑經(jīng)本體聚合而成，是一種無(wú)色透明的熱塑性塑料。

戰(zhàn)斗機(jī)座艙蓋有機(jī)玻璃的主要品種有：增塑的澆鑄有機(jī)玻璃，如YB—2、YB—3；共聚的澆鑄有機(jī)玻璃，如YB—4；不增塑的定向有機(jī)玻璃，如DYB—3、MDYB—3；增塑的定向有機(jī)玻璃，如DYB—2；共聚的定向有機(jī)玻璃，如DYB一4、MDYB一4。

戰(zhàn)斗機(jī)的座艙蓋有兩種結(jié)構(gòu)形式：一種是由固定風(fēng)擋和活動(dòng)蓋組成，這種結(jié)構(gòu)形式應(yīng)用比較廣泛，如圖所示殲8B、蘇—27等飛機(jī)的座艙蓋均采用這種結(jié)構(gòu)形式。另一種是只有活動(dòng)蓋而無(wú)固定風(fēng)擋的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)把前風(fēng)擋、側(cè)風(fēng)擋和活動(dòng)蓋合并成一體，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，只在少數(shù)機(jī)種上使用，如殲8白天型飛機(jī)等。

(a). YB—2航空有機(jī)玻璃(2號(hào)航空有機(jī)玻璃)YB—2是我國(guó)最早生產(chǎn)和使用的航空有機(jī)玻璃。它是以甲基丙烯酸甲酯和增塑劑為主要原料經(jīng)本體聚合而制成的板材。由于其不含紫外線吸收劑，所以容易發(fā)黃。該玻璃無(wú)色透明，強(qiáng)度較高，成形加工等工藝性能好，但其耐熱性能較低，適用于制造飛機(jī)的非氣密和氣密座艙透明件及其他航空透明件，如殲5、殲6、強(qiáng)5和轟5等飛機(jī)的座艙蓋，轟6飛機(jī)的第二領(lǐng)航艙玻璃、尾觀察窗玻璃等。

(b).YB—3航空有機(jī)玻璃(3號(hào)航空有機(jī)玻璃)YB—3是以甲基丙烯酸甲酯、少量增塑劑和微量紫外線吸收劑為主要原料，經(jīng)本體聚合而制成的板材。該有機(jī)玻璃無(wú)色透明，強(qiáng)度比YB—2略高，熱變形溫度和軟化溫度均比YB—2高，分別為102~C和118~C。該玻璃可用于Ma2．2以下各型飛機(jī)氣密座艙的透明件和其他透明件，如各型殲7飛機(jī)座艙蓋等。