热钢化对载人航天器舷窗玻璃强度的影响

根据载人航天器热钢化舷窗玻璃中应力分布的特点，导出了钢化玻璃应力强度因子的计算模型，并分析了玻璃热钢化的强化特点。通过该模型，对钢化程度、玻璃厚度以及裂纹尺寸对玻璃强度和裂纹扩展的影响进行了讨论。指出在相同的钢化程度下，热钢化玻璃的断裂应力随玻璃厚度的增加而提高，而非钢化玻璃的断裂应力并不受玻璃厚度的影响。还针对钢化玻璃临界应力强度因子问题进行了讨论，指出由于ＫＩＣ＋Ｋｒ不是材料的物性参数，不能作为钢化玻璃临界应力强度因子。

航天器舷窗玻璃的强度检验方法和寿命预测

以断裂力学为基础,结合热钢化玻璃应力分布的特点,首次提出了热钢化玻璃的检验试验和寿命预测方法,为热钢化舷窗玻璃的强度检验提供了理论基础。分析示例的计算表明,即使通过相同的检验应力,在不同的使用环境中允许的使用应力是不同的;不同环境下,同样的使用应力,玻璃的使用寿命相差很大。

航天器舷窗玻璃超高速撞击损伤与M/OD撞击风险评估(英文)

用北京卫星环境工程研究所的18mm口径二级轻气炮(TLGG)和20J激光驱动微小飞片装置(LDFF-20)对用作航天器舷窗玻璃的熔融石英玻璃的超高速撞击损伤特性进行了实验研究和分析。其中,TLGG发射的球形铝弹丸直径分别为1mm和3mm,速度2～6．5 km/s;LDFF-20发射的圆柱形飞片厚度7μm,直径1mm,速度1～8．3 km/s。撞击结果为:对12 mm厚的熔融石英玻璃,直径为3 mm的弹丸甚至在2．8 km/s的低速下就将其穿透,而直径为1mm的弹丸在6．5km/s的高速下没有穿透,这说明弹丸直径对撞击损伤特性有很强的影响:LDFF-20发射的微小飞片的撞击仅在玻璃表面产生很浅的凹坑,没有裂纹产生,但微小飞片的累积撞击损伤明显地降低了玻璃的透光性。实验初步获得了侵彻深度P_C、侵彻直径D_1与弹丸撞击速度V_p、弹丸质量M_p之间的经验关系。依据实验结果和目前的微流星体/空间碎片(M/OD)环境工程模型,建议对于高度为400 km、轨道倾角42°、寿命为3年的典型航天器,其舷窗玻璃的临界安全(非穿透)厚度至少为12mm。

载人航天器舷窗玻璃的强度特性

通过对玻璃强度理论的综述，分析了舷窗玻璃的强度特性。指出舷窗玻璃强度设计必须以玻璃的断裂机理为依据，而不能仅按传统上的杭张强度或抗折强度等指标作为选材标准。舷窗玻璃的强度受表面微裂纹影响很大，要保证舷窗玻璃强度达到设计和使用要求，必须对玻璃表面的裂纹进行严格的控制和检测。考虑到玻璃的亚临界裂纹生长，舷窗玻璃使用前应避免在大气环境中长时间受力。在舷窗结构设计时还应避免使处于张应力的表面与水分接触。

航天飞行器中舷窗温度场及换热的研究——外部界面处于第三类非线性边界条件

本文采用控制容积法,光线踪迹法结合谱带模型,研究航天飞机返回大气层时舷窗硅玻璃的非稳态复合换热。文章给出了界面S_2处于第三类非线性边界条件下,舷窗硅玻璃内部的温度场和进入机舱内部的热流密度。计算结果表明,如不考虑硅玻璃内部的辐射作用,对温度场影响不太大,但对进入机舱内的热流密度将会产生很大的误差。

微小碎片对航天器舷窗玻璃损伤状况的跟踪研究

空间微小碎片环境比较复杂,其来源包括人为产生的碎片及微流星体。空间微小碎片不仅速度较高,而且数量庞大。它们频繁撞击航天器外表面,包括舷窗部位,特别是对航天飞机舷窗已造成巨大危害,使长期服役的国际空间站舷窗玻璃存在安全隐患。文章简要介绍了空间微小碎片对航天飞机和空间站舷窗玻璃的损伤状况,以及NASA对此做出的改进措施,这些跟踪研究成果可为我国长寿命、高可靠航天器舷窗结构设计提供参考依据。

飞机舷窗银纹故障分析

有机玻璃制造的飞机透明件在应力、溶剂等作用下易产生银纹。某型飞机在服役过程中,有5架共21块YB-2有机玻璃舷窗出现银纹。本文对银纹的位置和形貌特征进行宏观检查和微观分析,根据银纹产生的位置和尺寸,初步排除了密封剂的腐蚀作用。将舷窗银纹断口的微观形貌与YB-2有机玻璃溶剂银纹试样的银纹断口形貌作对比后,判定该飞机舷窗的银纹是由应力引起,而非溶剂腐蚀所致。从舷窗应力集中、YB-2材料特性、玻璃使用环境等方面分析了银纹产生的原因并提出了合理化建议。

载人飞船舷窗防热与密封结构的设计与试验(英文)

讨论了研制中国载人飞船舷窗防热和密封结构的几个技术难题:1)保证舷窗在返回的高温环境中防热与密封可靠;2)保证窗玻璃材料与周围防热材料烧蚀同步,避免出现局部干扰热流;3)进行多种异质材料,包括透明材料组成的复杂结构温度场的分析计算;4)通过地面模拟试验准确地预测实际飞行条件下舷窗的防热与密封性能。文章阐述了解决这些难点的主要方法和结果。神舟一号至神舟六号的飞行成功表明,舷窗结构的防热和密封性能良好,同时,也给舷窗防热与密封设计技术做了多次飞行验证。

复合材料舷窗大开口结构强度研究

复合材料舷窗结构作为飞行器的重要组成部件,对其强度进行研究具有重要意义。采用试验与数值模拟相结合的方法对舷窗结构的力学行为进行研究,首先得到结构件的极限剪切载荷,然后建立基于连续介质损伤力学(CDM)的数值模型进行仿真模拟。结果表明:所建立的数值模型可以准确预测结构件的强度值及损伤破坏部位。

大型商用飞机客舱舷窗有机玻璃应用进展

定向拉伸的有机玻璃具有良好的光学性能、可靠的力学强度、较强的耐候性、良好的耐紫外光照射和耐化学介质作用,它质量轻、抗冲击、使用寿命长,目前,已广泛应用于各种大型商用飞机的客舱舷窗。经过30多年的不懈努力,国内定向拉伸有机玻璃已经有了长足的发展,已应用于各种航空器上。定向拉伸有机玻璃材料的性能符合美国MIL-PRF-25690B标准要求。

关于某型飞机客舱舷窗组件设计的分析与研究

复合材料有着良好的可设计性和减重性能,客舱舷窗组件也在积极探索应用复合材料的可能。详细分析和探讨了某型飞机客舱舷窗组件的设计。

对地探测航天器舷窗热门技术的应用与传热简析

针对舷窗热门的应用背景进行了概述,以首次在我国某型号卫星上应用的舷窗热门为例,介绍了对地探测舷窗热门的典型结构设计和热设计。当热门处于不同的工作状态时,分别对舷窗玻璃和热门盖板建立微分方程,利用数值方法进行求解,并将求解结果与试验结果进行比较。由分析可知,采用舷窗热门可以有效降低空间恶劣热环境对于舷窗玻璃温度场的影响。

基于采光及感性认知的邮轮舷窗设计评价

为优化邮轮舱室采光及舷窗造型,提升用户的乘坐体验,探究适宜的采光舒适度及舷窗造型的影响因素。以相应规范为基础,结合人机工程学测定人在舱室中的采光舒适度范围;应用眼动仪提取影响舷窗设计风格多的造型要素进行快速建模,通过量表及问卷建立邮轮舷窗造型与感性语汇间的关系,结合语义曲线图与语义空间分布图进行样本分布展示。通过实验得出当室内照度在500~1 000 lx时可以更好的让乘客感受到舒适感;以眼动仪测定了舷窗的4个边角是影响其设计风格的最大因素,并以舷窗造型样本与感性语汇构建了舷窗造型设计评价体系。为邮轮舱室的舒适采光提供了一定的取值范围,为邮轮舷窗造型符合舱室整体风格提供了参考。

航天器舷窗区域的热控设计和理论分析

结合舷窗的热设计原则,提出舷窗区域的热控设计方案。其中,重点对通过热管技术和高导热材料技术来实现等温化进行了说明,并分析了舷窗法兰框在不同传热方向上的等效导热系数。最后,对航天器舷窗区域在轨飞行的典型传热变化过程建立数学模型,并给出其简化的理论解。

稳定剂对舰船舷窗模具表面耐腐蚀性能影响研究

舰船舷窗在加工过程中,由于其特有的化学特性会对其制造模具造成一定程度的侵蚀,影响产品表面质量和性能,在实践中多对模具表面进行耐腐蚀性处理,提高模具表面的硬度、耐酸碱性及性能。基于多组舰船舷窗模具表层Ni-W处理实验,来探求单一种类的稳定剂,及多种不同稳定剂的组合,对舰船舷窗模具Ni-W层表面耐腐蚀性的影响。对实验结果进行分析表明:采用5 g/L的MnSO_4溶液、3 g/L的KI溶液及8 g/L的氟化物溶液的稳定剂组合,能够使舷窗玻壳模具Ni-W层表面耐腐蚀性达到最优,使用该模具制造的舰船舷窗表面质量及产品性能也最为稳定。

民用飞机客舱智能舷窗系统设计

通过分析现役飞机舷窗系统系统设计,发现该设计已不能满足现代飞机市场竞争需求。为解决上述问题,提出结合采用电致变色技术的智能舷窗系统设计,包括智能舷窗系统的工作原理、结构及系统架构的设计,并与传统舷窗做分析对比。结论证明该设计极大地了增加民用飞机的舒适性、安全性和市场竞争力,是民用飞机舷窗系统的发展趋势。

民用飞机舷窗透明件的设计与分析

本文详细分析和探讨了民用飞机舷窗透明件的设计思路。

智能舷窗当前设计及未来发展趋势

为了对智能舷窗在民用飞机上的应用开展可行性分析,首先介绍了电子变色器件结构,材料及相关原理;并从当前智能舷窗产品的经济性、安全性、舒适性及可维护性进行阐述;最后对智能舷窗未来发展趋势进行展望。通过对比,智能舷窗相较传统舷窗具有一定优势。未来智能舷窗将朝着科技化、信息化、更多人机交互的方向发展。

客滚船大型舷窗窗框结构疲劳强度分析

以某866客/4850 m车道客滚船大型舷窗的开口角隅疲劳问题为研究目标,简要介绍舷窗的规范设计方法,论述基于全船有限元分析对降低舷窗疲劳应力的基本措施进行的研究,并对备选方案进行对比分析。通过对比,选择最优方案使窗框的疲劳强度得到满足,理论上防止了窗框疲劳裂纹的产生及由此导致的玻璃破损问题。为同类型船的设计提供一定的参考。