飞机座舱盖有机玻璃的修理方法.doc

南昌航空大学飞机座舱盖有机玻璃的应用和修理方法一、 有机玻璃在飞机中的应用和其性能特点1有机玻璃的简介及其在飞机中的应用1.1有机玻璃俗称明胶玻璃，由甲基丙烯酸甲酯单体或甲基丙烯酸甲酯和其他改性剂经本体聚合而成，是一种无色透明的热塑性塑料。战斗机座舱盖有机玻璃的主要品种有：增塑的浇铸有机玻璃，如YB2、YB3；共聚的浇铸有机玻璃，如YB4；不增塑的定向有机玻璃，如DYB3、MDYB3；增塑的定向有机玻璃，如DYB2；共聚的定向有机玻璃，如DYB一4、MDYB一4。战斗机的座舱盖有两种结构形式：一种是由固定风挡和活动盖组成，这种结构形式应用比较广泛，如图所示歼8B、苏27等飞机的座舱盖均采用这种结构形式。另一种是只有活动盖而无固定风挡的结构，这种结构把前风挡、侧风挡和活动盖合并成一体，结构较为复杂，只在少数机种上使用，如歼8白天型飞机等。图一 歼八B座舱盖 图二 苏27座舱盖( a). YB2航空有机玻璃(2号航空有机玻璃)YB2是我国最早生产和使用的航空有机玻璃。它是以甲基丙烯酸甲酯和增塑剂为主要原料经本体聚合而制成的板材。由于其不含紫外线吸收剂，所以容易发黄。该玻璃无色透明，强度较高，成形加工等工艺性能好，但其耐热性能较低，适用于制造飞机的非气密和气密座舱透明件及其他航空透明件，如歼5、歼6、强5和轰5等飞机的座舱盖，轰6飞机的第二领航舱玻璃、尾观察窗玻璃等。(b).YB3航空有机玻璃(3号航空有机玻璃)YB3是以甲基丙烯酸甲酯、少量增塑剂和微量紫外线吸收剂为主要原料，经本体聚合而制成的板材。该有机玻璃无色透明，强度比YB2略高，热变形温度和软化温度均比YB2高，分别为102C和118C。该玻璃可用于Ma22以下各型飞机气密座舱的透明件和其他透明件，如各型歼7飞机座舱盖等。 图三 轰五座舱盖 图四 歼7飞机座舱盖(c).YB4航空有机玻璃(4号航空有机玻璃)YB4是以甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸作为主要原料共聚而成的板材，其强度和热变形温度比YB3高，加工性能较好，但其耐老化性能比YB2、YB3差，因此YB4制成的座舱盖玻璃使用寿命不长，只在歼8白天型飞机座舱盖上使用。（d）.4DYB2、DYB3、MDYB3航空有机玻璃DYB3是将不含增塑剂的甲基丙烯酸甲酯浇铸航空有机玻璃，经热拉伸而制成的定向航空有机玻璃板；而MDYB3是将DYB3经表面研磨抛光而制成的板材；DYB2则是由YB2经热拉伸而制成的定向有机玻璃板材。它们的强度比YB3高，抗银纹性和韧性好，抗老化和耐疲劳性能有很大提高，对裂纹、缺口和应力集中的敏感性明显下降，适宜硬式固定连接。但耐磨性并未改善，甚至还稍有降低，层间剪切强度明显下降，成形工艺较复杂。（e）.DYB4和MDYB4航空有机玻璃DYB4是YB4经热拉伸而制成的定向航空有机玻璃，再经研磨抛光制成MDYB4。其强度比YB4略高，抗银纹性和韧性比YB4好，抗疲劳性能好，对裂纹、缺口和应力集中也不太敏感，但耐磨性并未改善，层间剪切强度较低，成形工艺较复杂，耐老化性能仅比YB4略有提高。战斗机主要机型座舱盖有机玻璃的牌号见表1。 表1战斗机主要机型座舱盖有机玻璃的牌号 图五 歼八E座舱盖 图六 F16座舱盖2.有机玻璃的性能特点1.主要优点:(1)具有特别优异的光学性能.由于航空有机玻璃是无定型透明的均质塑料，且其表面便于磨平和抛光，所以板材和制品都具有非常良好的光学性能。它的透光率为91-93，不仅优于其他透明材料，而且比硅酸盐玻璃高10以上；它的影像变动较小，较少出现光学畸变；表面出现的光学缺陷或表面产生的影响光学性能的其他缺陷，一般可用磨光和抛光等方法将其除掉。(2)密度小强度好.航空有机玻璃质轻而坚韧，密度约为118k旷cm3，比水略重，不到硅酸盐玻璃12、钢铁16，这对减轻飞机重量非常有利。其脆性比硅酸盐玻璃小得多，可以用来制作结构件，且制件有一定的抗冲击和振动能力；有机玻璃的抗拉强度大于636MPa，压缩强度大于1274MPa，静弯曲强度大于1178MPa，基本上满足了飞机结构材料的要求。(3)具有良好的耐气候性.老化试验和实际使用都证明，航空有机玻璃耐气候性比一般常用塑料优越。以YB3为例，在广州经5年大气老化试验，透光率仅从915下降到89，常温抗拉强度从776MPa下降到708MPa，拉伸弹性模量从3005MPa变为3009MPa。总之，在塑料之中除了氟塑料以外，很少有其他塑料具有如此良好的耐大气老化性能。(4)具有优良的热塑性和加工性能. 有机玻璃加热到一定温度后，逐渐软化变成高弹态，依赖于模胎或夹具，可以获得各种复杂的几何形状，冷却后即可定型。同时原板和成形后的毛坯，可用各种机械加工方法，如车、铣、刨、磨、抛光、钻孔、铰孔和锯割等方法进行加工。2.主要缺点:(1)表面硬度不高，容易引起划伤和擦伤。航空有机玻璃的表面硬度一般在布氏硬度值170-250MPa之间，比硅酸盐玻璃低得多，接近软铝，因此容易引起划伤和擦伤等。特别是带有棱角的固体颗粒或物体，与航空有机玻璃表面接触时，极易造成伤痕。(2)对缺口和应力集中相当敏感，抗裂纹扩展能力不够好。浇铸有机玻璃在室温及低温下仍属于脆性材料，因此对缺口和应力集中仍然是敏感的，耐疲劳性能不好，抗裂纹扩展能力不高。板材和制件表面的任何机械损伤，或工作损伤都会降低其强度，如深度为01mm的划伤会使冲击强度下降60以上。材料中，特别是边缘部分一旦生成裂纹，往往只要施加小的额外能量就会导致破坏低应力脆断。零件中存在着稍大的内应力或装配应力，就会诱发银纹，甚至裂纹。(3)容易引起银纹。银纹是一种细微的裂纹，因其在光照下显示一种银白色，故称之为银纹。材料或零件表面受到较大的拉伸应力，或者受到溶剂或含溶剂物质的侵蚀会产生银纹。溶剂银纹是不规则的，纯应力银纹和应力一溶剂银纹垂直于拉伸应力方向排列。银纹不但降低有机玻璃的透光率，影响飞行员观察，而且会引起强度的某种程度降低，所以，银纹同裂纹一样，也是导致座舱透明件提前更换的重要原因之一。(4)热膨胀系数大，导热性差，容易形成热应力。有机玻璃的线膨胀系数比金属材料大得多，如果有机玻璃零件安装在金属框架内而没有足够的热间隙，材料的膨胀或收缩受到限制，便会产生应力集中。飞机座舱内温度一般为16(2-25，而玻璃外表面的温度在零下60C到一百多度之间变化。这种温度变化，必然会产生很大的热应力，热应力、残余应力和正常的使用应力叠加，会大大加速座舱盖玻璃的破坏过程。(5)材料性能受温度影响大。材料的拉伸强度、弯曲强度和弹性模量随温度升高而迅速降低，而延伸率和韧性随温度升高而明显提高。如YB3和YB4在100C时的拉伸强度与20(2时相比，分别降低60和70。在OC以下，有机玻璃拉伸断裂通常表现为脆性破坏；在较高温度下，材料具有较好的韧性，破坏呈现从脆性到韧性的转变。(6)大气和环境对其性能有影响。有机玻璃虽然在塑料中耐老化性能较好，但其毕竟是高分子材料，在大气中长期暴露时受到热、光、潮湿等因素的作用也发生明显老化，物理和力学等性能明显降低。老化的速率和程度随材料的组成和状态不同而有所差异，如含亲水基因的共聚有机玻璃吸水性强，吸水后抗银纹性、物理性能和力学性能等均会明显地劣化；即使在室内潮湿条件下存放一年，其热变形温度比初始时降低约10t。3.座舱盖有机玻璃的发展 例如：F-22的舱盖是世界上最大的单独板材件，由两片压合成型，然后镀膜，这层膜用于反射普遍波长的雷达波但是可以让大部分可见光射入。最让同好感到纠结的可能就是F-22舱盖在阴天正面光下的金色反光，因为这是F-22的特质之一。而其有机玻璃采用最新的材料。 图七 F22座舱盖 图八 F22座舱盖 图九 歼十座舱盖 图十 歼十座舱盖二、 座舱盖有机玻璃结构的修理方法飞机座舱盖有机玻璃的故障种类较多，常见的有断裂、裂纹、银纹、气泡、脱胶、彩虹、划伤发雾和发黄等各种外伤、折光缺陷。下面主要介绍几种常见故障的检查与修理。1 划伤的检查与修理有机玻璃表面上产生的划伤和擦伤可采用目视和直尺测量法进行检查。当划伤条数、长度和深度大于规定的要求时，应采用打磨和抛光的方法予以排除。打磨时分粗磨和细磨，一般情况下是先粗磨后细磨。粗磨用粒度号较低的砂布、砂纸打磨，细磨用粒度号较高的水砂纸或金相砂纸进行打磨，并酌量浸水。排除座舱盖有机玻璃的划伤、擦伤，需要根据划伤、擦伤的深度，采用正确有效的打磨方法，才能提高工效。打磨前，先用30C-40C的中性肥皂水洗净有机玻璃表面；而后根据划伤、擦伤的深度，采用不同的打磨方法。如果划伤、擦伤的深度较深，先粗磨，再细磨，最后抛光；若深度较浅，可用脱脂棉沾2号有机玻璃抛光膏打磨，恢复有机玻璃的透光性能。打磨所用的压力不得过大，打磨范围应大于划伤范围，并在不同的位置作圆圈运动，如图一所示，以免打磨处局部过热，产生应力，引起银纹；或者局部磨耗过多，产生折光现象。如果用水砂纸打磨，最好把水砂纸固定在硬橡皮板上，手压橡皮板进行打磨，使压力均匀分布在打磨面上。有机玻璃打磨后，必须清洗干净，防止腐蚀；还应着重检查主视区有无折图十一 有机玻璃的打磨光现象。2.座舱盖有机玻璃开胶的检查与修理座舱盖玻璃与骨架之间连接固定的形式，主要有硬式固定、软式固定和混合式固定三种。如图十二所示是软式固定的结构形式，座舱盖玻璃与涤纶带是用丙烯酸酯胶粘接；涤纶带的外侧涂XM16胶进行保护和密封。不论丙烯酸酯胶还是密封胶，经长期使用后都可能发生老化，胶的弹性降低出现碎裂、脱落现象。如不及时修理，损伤处就易沾上污物或进入雨水，加速胶的变质，严重时影响粘接强度和座舱的气密性，危及飞行安全，所以发现开胶后要及时处理。 2.1.开胶的检查座舱盖有机玻璃与涤纶带的粘合处开胶时，就会出现两个胶接界面的现象。胶接界面颜色稍有发白并有微弱的闪光部位，就是开胶的部位。这是因为空气进入了座舱盖玻璃与涤图十二软式固定结构形式纶带的夹层中所致。此外，开胶处略有掉胶的情况，不再像胶合良好的胶接界面那么均匀一213致。外侧开胶的时间较长时，有较明显的水痕。检查开胶的方法有三棱镜检查法、测量上移量法和扒胶检查法三种。(1)三棱镜检查法取下座舱盖，置于光线充足的地方，用脱脂棉擦净玻璃，并用毛刷沿粘贴三棱镜部位涂一层甘油，然后把三棱镜BB棱紧靠XM16胶上缘，使其AABB与座舱盖玻璃外表面紧密贴合，通过AACC图十二 软式固定结构形式 面以适当的角度观察内侧涤纶带的粘接情况。检查后用脱脂棉蘸清水将玻璃上的甘油擦净。三棱镜的尺寸如图十三所示。 图十三 三棱镜检查法用三棱镜检查的目的，是消除光线产生全反射的条件。用目视检查，通常难于看到涤纶带的粘接面，这不是由于XM16胶和内侧气球布完全挡住了胶层的缘故，而是由于从粘接面发出的光线(如图十三所示的DE面)，在通过玻璃外表面(如图十三(b)所示的KF面)时，发生了全反射的缘故。即由粘接面DE上发出的光线全部沿GH、LI等方向反射过去，所以沿EB方向看不到粘接面(通常只能从与DE垂直的方向，看到上端极少部分粘接面)。产生全反射的条件有三：一是光线由光密媒质(玻璃)进入光疏媒质(空气)；二是光线的入射角大于某一临界角；三是有明显的分界面。如果这三个条件缺少一个就能消除全反射现象。当在玻璃外表面严密贴合一个三棱镜时，由DE粘接面上发出的光线射经KF面时，就不是进入空气(光疏媒质)，而是进入玻璃(光密媒质)了，所以光线就会沿EB方向射进三棱镜。当光线又从三棱镜AC面射出时，虽然外面是空气，但由于光线垂直AC面，使入射角等于零，所以仍不会改变方向。这样，从JBE方向就可以看到胶接面DE的状况了。使用三棱镜检查法应注意以下几点：三棱镜的截面必须是锐角三角形，而且三个角度最好制作得不一样，以便观察和调整贴合面及观察面(即选用AABB、BBCC或CCAA面与座舱盖玻璃贴合)；涂甘油是为了使玻璃与三棱镜紧密贴合，消除全反射的条件，故应保证甘油均匀；观察中有时会看到两个影像，它们是内、外侧粘接面的同时反映，要注意判别。将三棱镜放在座舱盖玻璃内表面的相应位置，同样可以观察到涤纶带外侧的开胶状况，但由于受座舱盖弧度的影响，视线不易进入到AC位置，进行观察时，可以用反光镜配合检查。(2)测量上移量法在检查座舱气密性时，应测量玻璃相对两侧骨架的上移量，一般不超过3mm。如发现214上移量突变，要用三棱镜仔细检查。(3)扒胶检查法在目视(或三棱镜检查发现严重老化、开胶时，要扒掉座舱盖外侧保护带和内侧的用一字解刀从一端沿水平方向逐渐移动，注意避免涤纶带受伤或造用手指按压涤纶带察看有无变形、鼓动。应特别注意检查涤纶带上用千分垫轻轻捅涤纶带上缘，进一步判明开口宽度和深度。2.2.开胶后的修理修理座舱盖有机玻璃与涤纶带开胶时，需要根据脱胶的具体情形，确定其修理方法。(1)当座舱盖有机玻璃与涤纶带粘合处有轻微的、局部的脱落，对其胶合强度影响不大时，可在脱胶的局部灌注丙烯酸酯胶液，使其重新粘合。但是，这种方法由于旧胶层清除不彻底，胶接强度低于重新更换涤纶带的胶接强度。(2)当座舱盖有机玻璃与涤纶带粘合处开胶的长度或者深度较大时，可采用胶补加强带的方法进行修理。胶补加强带的具体步骤如下(如图十四所示)：第一步，准备工作，将座舱盖拆下放在托架上，剥去外侧的XM16密封胶和内侧的航空气球胶布，用00号砂布打磨，用脱脂棉沾汽油擦净打磨部位。在高出旧涤纶带16-19mm处的有机玻璃上，贴宽度为30-40mm的9100604密封胶布，用以防止涂胶时涂刷在不需要粘合的部位。 图十四胶补加强带示意图 第二步，配制丙烯酸酯胶。胶的用量约为300500g，配制好的胶应在152h用完。第三步，胶补加强带。用电烙铁将涤纶带浇割成宽度为30mm的加强带，涤纶带的编织，中间是平纹，两边是缎纹，宽度为105mm。用涤纶带作加强带时，应选用缎纹部分，以便胶液容易渗透。用毛刷在加强带和有机玻璃的粘合部位涂胶，停放lOmin，把加强带贴在有机玻璃粘合处，加强带的一半与原来涤纶带粘合，另一半与有机玻璃粘合。在加强带的外面再涂刷一层胶液，用C形夹和两块垫板夹紧，如图616所示。为了防止加强带与垫板粘合，垫板上应有一层塑料薄膜。第四步，加热固化。将座舱盖放在50C60(2(或按使用胶的说明进行)的电烘箱内加温4h，使胶液固化，然后卸下垫板。如温度不够，可适当地延长加温时间。第五步，在外侧涂XM16密封胶保护层，在外侧用XY401胶粘贴航空气球胶布。三、座舱盖有机玻璃结构件损伤的一些图片及说明事件一：撞鸟后的我军轰六座舱之惨状如图十五所示情况发生在4月16日晚上20时20分左右，当时飞机的具体飞行高度是826米，速度为每小时485公里。第一领航员准备投弹的动作已经做完了，这时只听见砰的一声巨响，我感觉脑袋像是被震了一下，大脑出现了短暂的空白。然后回过神来就发现前挡风玻璃上有血迹，而且血还在流；再仔细一看，外层玻璃没有碎，但是出现了很多细小的裂纹，能够感觉到有风。 图十五 轰六撞鸟后惨状 图十六 左数第2块玻璃被撞击开裂事件二：上海飞往沈阳的东航航班，起飞后不久遭遇飞鸟“袭击”，飞机驾驶舱左侧舷窗处被撞开裂如图十六所示2011年4月2日9时15分，一架由上海飞往沈阳的东航航班，起飞后不久遭遇飞鸟“袭击”，飞机驾驶舱左侧舷窗处被撞开裂。当时飞机处于高空，事发后机长沉着操控飞机返回，20分钟后安全降落浦东国际机场，旅客和机组人员均安然无恙。事件三：苏-27飞机降落时由于外来物袭击导致座舱盖有机玻璃破孔。 图十七 苏-27座舱盖事件四：某型飞机座舱盖玻璃后弧花槽裂纹。 图十八 图十九四、飞机座舱盖破损及其修理方法1、对于事件二东航航班飞机驾驶舱左侧舷窗处被撞开裂小口的修理有机玻璃裂纹的检查与处理裂纹深度对有机玻璃的强度有显著的影响，因此在确定使用技术条件时，对裂纹深度提出了不同的要求。由于有机玻璃折光的影响，当从玻璃外表直接用眼睛观察时，感觉到的深度(称为视觉深度)与实际深度有很大差别。因此，必须对裂纹的深度进行准确的测量，常用的测量方法有YL型读数显微镜测量法，目视直尺测量法。如图二十所示是目视直尺测量法的示意图。在玻璃内有一点A，是裂纹的最深处，它离玻璃表面的距离为OA，若在C点观察，好像A点在B点，所以视觉的深度为OB。在C点放一把尺子垂直于BC，则在尺子上测量到的距离为GC，习惯上把GC称为测量深度。经计算，有机玻璃的折光率为149，察线和有机玻璃平面的夹角(测量角)为41。时，GC值最大，约为OA的126倍。因此，当测量的角度为41。时，只要把尺子上测到的读数GC，乘上26就得到实际深度，即OAc2：26XCC。飞机座舱盖玻璃多为曲面，在测量中很难保证测量角为41。，由于测量角在土5。的范围内变动时，误差不超过1，所以用此法测量，测量角稍有变动，对结果影响不大。目视直尺测量法主要用于测量深度尺寸较大的图二十裂纹，或者深度尺寸要求精确度不高的故障。其优点是简单、方便，缺点是误差较大、精度不高。座舱盖有机玻璃一般不允许存在有裂纹。当发现玻璃上有轻微裂纹时，要根据使用条件、玻璃牌号以及机型，认真分析，判断出裂纹产生的原因，限定使用条件，观察裂纹的发展状况，确定处理意见。当裂纹较大时，要停飞分析鉴定。危及飞行安全时，要及时更换。 2、对事件四某型飞机座舱盖玻璃后弧花槽裂纹分析及修理。某飞机修理厂近几年来已经连续发现几起某型飞机座舱盖有机玻璃后弧花槽裂纹的问题, 使用部队也时常报告由于座舱盖后弧花槽裂纹而引起飞机停飞待修的事故, 如不引起重视, 很容易导致座舱盖玻璃发生空中爆破的事故 ( 1992年 6月 19日某部, 36号飞机空中爆盖 ), 为了彻底解决这一难题, 现以该厂某飞机座舱盖为例, 对后弧花槽裂纹作出一些客观分析, 并提出解决方法。 某型飞机座舱盖有机玻璃的结构如图十八所示。该飞机座舱盖返厂后分解发现此块有机玻璃部队在使用过程中已经更换, 这就说明其他的修理厂也存在类似的问题, 所以这种普遍性问题更值得我们注意, 在这块玻璃上发生裂纹的位置及其最长裂纹尺寸列表二如下: 表二 图二十一 座舱盖的横向弯曲通过上表可以看出此座舱盖有机玻璃裂纹数量之多, 尺寸之长都是比较少见的, 裂纹的程度已经很严重, 并且这些裂纹具有以下的特点:( 1) 一般起源于花槽上表面倒角处, 并向前、向下表面不断发展, 但也有极少数裂纹是起源于下表面 ( 21#, 23#花槽 ) ;( 2) 花槽上生成裂纹后, 在同一花槽上可以同时出现多条裂纹;( 3) 处于座舱盖玻璃对称轴线附近花槽 ( 22# )产生的裂纹数量多 ( 9条 ) , 长度大 ( 27mm );( 4) 当对称轴线 ( 22# ) 上生成裂纹后, 与其相邻近的花槽 ( 19#, 20#, 21#, 23#, 24# ) 上也往往可以发现裂纹。1、 裂纹产生的原因及其影响座舱盖有机玻璃在使用过程中产生裂纹的原因主要由于玻璃表面有应力集中导致疲劳裂纹, 而其应力产生主要有以下几个原因:（1）、 座舱内外静压差和局部空气动力压差所引起的应力因飞机在高空飞行中需在座舱内增压, 在内外压力作用下, 整个座舱盖都参加受力, 其中玻璃直接承受大部分的载荷, 它的受力情况如图 2所示。在内外压力差作用时, 玻璃表面产生横向弯曲, 其中半径方向有均匀增大的趋势, 但其两侧下缘是通过粘接的涤纶带与金属骨架相连, 由于金属骨架刚度较大, 限制了玻璃半径的增大。因此, 玻璃两侧下缘就会受到向内的作用力 P侧向 , 在 P侧向 的作用下, 有机玻璃产生横向弯曲, 各纵截面要承受弯矩而产生正应力。由于玻璃后弧上开有花槽使其强度减小, 且整个座舱盖在使用过程中经常需要反复增压与卸压, 所以在沿后弧花槽内、外表面很容易产生纵向的疲劳裂纹。由于有机玻璃的导热性较差, 它的导热率只有0. 14 0. 17cal/m. h, 比铝合金的导热率小 600700倍; 热膨胀性大, 它在 - 40 + 80 时膨胀系数为 6 ! 10 13 ! 10 / , 比铝合金高 2 4倍, 当温度变化时, 玻璃容易产生较大的温差应力。在飞行过程中, 玻璃外表温度接近于大气温度, 这个温度随飞行高度的增加而降低, 玻璃内表面由于座舱加温而温度较高, 从而形成玻璃内外表面温度差。温度高的内表面产生较大的膨胀, 温度低的外表面产生较小的膨胀, 于是形成一个要膨胀, 一个则限制其膨胀的情况, 结果使外表 面承受拉伸应力, 其大小可由下式计算:从上面计算出可得知, 在正常的飞行条件下玻璃外表面所受拉伸应力较大, 而玻璃后弧开有花槽使强度减弱, 因而容易在强度较薄弱的地方产生裂纹。(2). 装配应力与残余应力有机玻璃在加工后弧花槽过程中由于刀具或加工方法等条件的限制, 加工区表面容易产生过热而形成热影响区, 在其后工序中如没有切除就会造成残余应力, 或由于玻璃与骨架贴合不好。螺检孔不正, 强行装配等原因造成装配应力, 通过装配后的回火处理而未能将这些应力消除时, 都可能使花槽产生裂纹。通过以上分析可以看出, 座舱盖玻璃在使用过程中可能承受上述几种应力, 前两种应力是舱盖玻璃在使用时产生的, 但后一种应力又往往是造成玻璃裂纹的直接原因。一旦玻璃表面产生裂纹后, 其抗拉强度与冲击韧性会明显下降, 并且裂纹的深度和长度会在使用过程中不断 发展, 如 未能及时发 求。现, 当裂纹发展到一定的程度时, 舱盖玻璃有内外压差及空气动力的作用下, 极有可能发生座舱盖空中爆破的飞行事故。因此, 舱盖玻璃后弧花槽裂纹的现象不容忽视, 必须 制定修理方法 加以彻底解决。2、 后弧花槽裂纹解决方法 图二十二 座舱盖玻璃后弧花槽示意图 图二十三 后弧平直端面示意图某型飞机座舱盖玻璃后弧花槽表面产生裂纹与如图 二十二所示结构有很大的关系, 容易在 R 15mm圆弧底部处产生应力集中。由于有机玻璃的导热性较差, 在加工过程中很难控制后弧花槽热影响区的产生, 为了能够彻底的解决这一问题, 最根本的方法是取消后弧 花槽, 采用 如图 二十三所 示的平直端面, 并将原有 1. 5x45倒角 改为 R 2. 0mm 的圆弧倒角, 从而解决裂纹产生的根源。五、对有机玻璃破损预防的建议由于座舱盖有机玻璃是飞机的重要部件之一, 影响其加工使用性能有很多因素, 发现玻璃裂纹后的修理是事后工作, 并不能保证飞机在空中飞行使用的安全。因此要做好前期预防工作, 保证修理产品的质量可靠, 避免飞行等级事故的发生, 在工厂修理加工和部队使用过程中应注意以下几点:( 1)、 由于有机玻璃的导热性差, 加工时被加工表面和工具间的磨擦以及切屑的变形会使加工区域内产生很多的热量, 可能使材料过热而熔化, 容易造成废品, 而且切削热与切削力也会导致材料中内应力增加, 使有机玻璃件的安全性和使用寿命降低。因此, 加工方法、施工工艺及加工设备、刀具和夹具等必须适应有机玻璃的加工特性;( 2)、 要求加 工刀具刀刃锋利、夹持 牢固、操作平稳, 充分冷却, 保证切削温度低, 工件残余应力小。钻孔是有机玻璃机械加工最敏感的一道工序,孔壁极易出现热积瘤, 造成 过烧 、龟裂、发雾、分层和崩边等现象, 是影响有机玻璃寿命的关键工艺之一, 钻头刃磨时的顶 角一般在 60 140之间,选择原则是当切削刃还未完全进入板料时, 钻头的切削横刃不应穿出板料;( 3)、 加工 时要 对玻 璃表 面进行 保护, 避 免划伤、碰伤, 加工端面应进行打磨抛光, 保证其具有较低的表面粗糙度。当玻璃表面有损伤时, 应根据损伤形式采用不同的打磨方法, 打磨时的压力不能过大, 打磨范围应适当地大于损伤范围;( 4)、 有机玻璃的裂 纹有时与装配应力和残余应力有关。如果玻璃与骨架贴合不好造成间隙超过规定值, 应重新对玻璃进行模压处理, 或者当螺栓孔不正时切忌强行装配, 座舱盖在装配时, 必须正确安装, 各个螺栓拧紧的程度要一致, 装配后应进行回火处理以消除残余应力;( 5)、部队在使用维护过程中应禁止用有机溶剂擦 ( 如油漆、酒精、丙酮等 ) 拭玻璃表面, 用抛光膏打磨有机玻璃后必须清洗干净, 工作时应防止工作灯、电烙铁等接近玻璃表面, 以避免局部过热而产生内应力。( 6)、 座舱盖有机玻璃一般不允许存在有裂纹。当发现玻璃上有轻微裂纹时, 使用部队要根据使用条件、玻璃牌号以及机型, 认真分析, 判断也裂纹产生的原因, 限定使用条件, 并观察裂纹的发展状况,确定处理意见。当裂纹较大时, 要停飞进行分析鉴定, 危及飞行安全时, 要及时更换玻璃。14 航空制造工程学院飞行器制造专业08032321苏剑波