分析飛機的有機玻璃材質(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玻璃在使用過程中產(chǎn)生裂紋的原因主要由于玻璃表面有應(yīng)力集中導致疲勞裂紋，而其應(yīng)力產(chǎn)生主要有以下幾個原因：座艙內(nèi)外靜壓差和局部空氣動力壓差所引起的應(yīng)力因飛機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，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，但其兩側(cè)下緣是通過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)下緣就會受到向內(nèi)的作用力P側(cè)向，在P側(cè)向的作用下，有機玻璃產(chǎn)生橫向彎曲，各縱截面要承受彎矩而產(chǎn)生正應(yīng)力。由于玻璃后弧上開有花槽使其強度減小，且整個座艙蓋在使用過程中經(jīng)常需要反復增壓與卸壓，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)力有機玻璃在加工后弧花槽過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)生過熱而形成熱影響區(qū)，在其后工序中如沒有切除就會造成殘余應(yīng)力，或由于玻璃與骨架貼合不好。螺檢孔不正，強行裝配等原因造成裝配應(yīng)力，通過裝配后的回火處理而未能將這些應(yīng)力消除時，都可能使花槽產(chǎn)生裂紋。

　　通過以上分析可以看出，座艙蓋玻璃1在使用過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，其抗拉強度與沖擊韌性會明顯下降，如未能及時發(fā)現(xiàn)，當裂紋發(fā)展到一定的程度時，艙蓋玻璃有內(nèi)外壓差及空氣動力的作用下，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。

　　由于有機玻璃的導熱性較差，在加工過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膩子來代替，但是必須保留起支撐蒙皮作用的間隔襯套，通過計算分析后定出熱間隙為6+2-0.5.在玻璃下料和裝配過程中應(yīng)重點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方法仍按原有工藝規(guī)程的要求執(zhí)行。

有機玻璃在飛機中的應(yīng)用

有機玻璃俗稱明膠玻璃，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，是一種無色透明的熱塑性塑料。

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

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

(a). YB—2航空有機玻璃(2號航空有機玻璃)YB—2是我國最早生產(chǎn)和使用的航空有機玻璃。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。該玻璃無色透明，強度較高，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5和轟5等飛機的座艙蓋，轟6飛機的第二領(lǐng)航艙玻璃、尾觀察窗玻璃等。

(b).YB—3航空有機玻璃(3號航空有機玻璃)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。該有機玻璃無色透明，強度比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以下各型飛機氣密座艙的透明件和其他透明件，如各型殲7飛機座艙蓋等。