國產大飛機需解“空窗”之困

最近的川航風擋玻璃事件，將人們的視線轉移到用于萬米高空的客機風擋玻璃。目前，美、法、英三家公司壟斷著全球航空風擋玻璃市場。飛機風擋玻璃研發難點在哪?為什么這么重要?我國相關研究進展如何?國產大飛機如何破解“空窗”之困?科技日報記者20日采訪了相關人士。

客機玻璃結構類似“三明治”

“玻璃既是結構件也是整體件，雖然占整機比重很小，但卻直接關系到駕駛員和整個飛機的安全，是關鍵部件之一。”中國建筑材料科學研究總院(以下簡稱建材總院)玻璃科學研究院副院長臧曙光告訴記者，目前客機風擋玻璃多由無機硅酸鹽玻璃與有機透明材料復合而成，具備多種功能：有足夠強度，以承受飛機座艙壓力、氣動載荷、機體結構載荷等;作為透明觀察窗，要具有良好的光學性能;具備抗鳥撞以及防冰除霧等功能。

臧曙光將客機玻璃結構比作“三明治”，例如388結構，每層玻璃厚度分別為3毫米、8毫米、8毫米。最外層3毫米的玻璃表面，需要鍍上一層透明導電膜——該膜具備除冰除霜的電加溫功能。

“如果電加溫的溫度均勻性不好，會縮短風擋玻璃使用壽命，嚴重時會引起玻璃炸裂。電加溫線路系統的短路、斷路等故障也會造成風擋玻璃失效。”臧曙光說，由于幾乎涵蓋了玻璃加工的所有高精尖技術，飛機風擋玻璃制造被稱為“玻璃加工技術之花”。

三家公司壟斷全球市場

風擋玻璃壽命、可靠性直接關系到民航用大型客機運營成本，也是衡量其質量的重要指標。

臧曙光告訴記者，目前全球大型飛機制造主要被波音、空客壟斷，為其配套的三家公司也壟斷了客機風擋玻璃市場。我國每年僅維修更換玻璃的費用就達數億元。

究其原因，這些廠商是通過技術創新引領了輕量化、高可靠性、長壽命、多功能的產品發展趨勢。

美、法等國家開發的鋰鋁硅組分的專用平板玻璃，強度和應力層深度比普通化學鋼化玻璃高50%以上，每平方米面積可承受近5000公斤的力。采用這種玻璃原片制作的新型飛機風擋玻璃，在保證600公里/小時的抗鳥撞強度的情況下，厚度可減薄到30毫米以下，減重效果極其顯著。

國產玻璃被用于C919舷窗

1958年，建材總院研制成功了我國第一塊飛機防彈玻璃，之后又相繼研制成功30多個品種60多種規格的航空玻璃，滿足了包括殲擊機、轟炸機、運輸機、直升機等國產機種配套需要。

國產大飛機也拉動了包括玻璃在內的高技術產業發展，目前已有國產玻璃被用于國產大飛機舷窗。

但臧曙光告訴記者，客機風擋玻璃有著嚴格的準入制度和適航認證管理程序，國內應用需通過中國民航CAA認證，如要為波音、空客等配套，還需通過美國FAA等國外認證。

他認為，雖然我國能夠生產出滿足適航要求、性能可與國外相媲美的產品，但因為缺乏大型客機的實際應用經驗，打破國外公司壟斷還需時日。

建材總院博導、中國建材檢驗認證集團(CTC)首席科學家包亦望分析，不考慮鳥撞和沖擊，飛行過程中飛機風擋玻璃破壞可分為三種情況：玻璃破裂但沒有脫落，還能擋風但影響視野;玻璃破裂隨后脫落，形成空窗;沒有破裂整體脫落。

“這都可以預先檢測和預防。”包亦望舉例說，第一、二種情況下，玻璃一定存在某個破壞源(缺陷、微裂紋或劃痕)，為防止事故發生，可對沒有發生事故的飛機采用無損在線檢測方法排除風險隱患，或對用了5年以上的飛機進行檢查。建材總院和CTC發明的光彈掃描法可用來檢測、預測玻璃內應力集中和缺陷的部位，已廣泛應用于建筑玻璃安全及各種鋼化玻璃安全檢查。

關鍵詞： 壟斷 航空風擋 研發