二号风挡的潮气入侵

二号风挡主要有两类失效模式,一类是左/右侧风挡加温膜加热不均,易发生在地面长时间加温后,产生热应力导致的无跳火裂纹;一类就是潮气入侵导致的跳火。由于二号风挡加温条在前边缘和后边缘,所以加热不均导致的裂纹起点通常在下边缘,潮气入侵跳火的裂纹起点通常在后边缘。典型的潮气入侵失效如下所示:

由于二号风挡后缘的封严在飞行过程中处于迎风的位置。所以封严缺失主要都发生在后缘,在部分封严完好的的风挡检查中,实际上也能发现部分封严和玻璃表面出现了分离,不是完全贴合的状态。随着风蚀的作用,潮气很容易就吃进到风挡内部。

潮气入侵导致导电条对板体的绝缘阻值变小,出现跳火。潮气的入侵有些是可见的,有些是目视不可见的,但通过绝缘阻值或者DAR的方式都能测得。波音在AMM手册中的标准是50M对地绝缘阻值,存在潮气入侵裂纹的一般从几百K到几十M不等。实际上我们认为风挡比较理想的水平,缘阻值应该是大于500M的,但现在OEM新出厂的风挡有些都不能达到这个标准,也侧面说明质量的下降。对于DAR的测量方式,通常裂纹情况下,最低测得过1.1M的标准。按波音的1M以下才处理的建议,是有问题的。(DAR测量的工作原理,实际上是对风挡充电,在过60秒之后进行电压对比,从而得出漏电率)

典型的潮气入侵

因此对于2号风挡的潮气入侵跳火类的预防,核心就是保证风挡后边缘封胶的完整性。在定期风挡封严的检查中有相关的提醒。建议严格执行,及时修复。

1号风挡典型的导电条断裂

2024年12月,19*5飞机右侧1号风挡过热,为典型的失效模式–导电条的两条编织导线在长期热循环应力作用下出现断裂,在断裂处发生电弧产生的局部高温导致风挡破裂。

由于双焊点的原因,导电条某一路编织导线断裂时,断裂处两端的电势差并不大(导电条通过另一路编织导线相连)。但当两路编织导线均断裂时,断裂处两端之间产生较大的电势差,由于间距极小,故该处电场强度极大,进而产生电弧并释放热量,最终导致该处受热不均而开裂。

经分析,编织导线断裂是以下两种因素综合作用的结果。
① 在风挡制造阶段,编织导线在层与层压制过程中受力弯曲或出现压痕。
② 在运行阶段,风挡加温使得乙烯基层会有一定形变,编织导线内部产生应力,并在循环热负荷的长期作用下,编织导线(尤其是焊点附近)产生断裂。

上边缘左侧

上边缘右侧

检查要求
① 在任一导电条上发现编织导线出现断裂,需更换风挡。
② 受检查角度和光线的影响,容易看到编织导线上有阴影,实际并非断裂,故检查断裂与否要以编织导线有无断丝为准。

风挡结构对比

SR 3-4203663198

1号风挡和2号风挡中间层都是乙烯基夹层作为主要的承力结构层。3号风挡加温构型的也使用乙烯基夹层作为主要的承力结构层。波音曾经给我司的一个SR 3-4203663198回复中,提到过当风挡内层和外层均失效的情况下,取证实验显示仅靠中间层能在11.5PSI压差下支持长达6个小时以上。因而是非常重要的安全防护层。

737飞机一号风挡:PPG

737飞机二号风挡:PPG

737飞机三号加温风挡:PPG

737飞机三号非加温风挡:PPG

737飞机四号非加温风挡:PPG

737飞机五号非加温风挡:PPG

空客一号风挡。苏丽

点评:从结构看,空客中间和内层均为化学钢化的设计,确实当出现边角跳火烧蚀的时候,化学钢化玻璃会发生同时失效可能。而737PPG的设计则不会,中间的聚乙烯层将提供有效的结构性支撑。

1号风挡的冰晶结冰

2024年6月,有飞机在空中反应1号风挡,出现一条痕迹,给机组的判断带来疑惑。只能表示不在内层。使用了风挡加温。从图片看,怀疑是冰晶结冰。从成因分析,怀疑为有一条污染条,使冰晶更容易附着。而这个污染条怀疑是由于风挡雨刷刮出来的的。

在下降过程中,被水汽一冲,就不在了。

1号风挡外层裂纹(外部事件)

行业不安全事件

2023年12月1日,某航B737飞机执行乌鲁木齐-南京航班。北京区域,航路点ML附近,高度8100米巡航时,机组观察到左前风挡右下底部有不正常光点,约20秒后光点爆闪一下熄灭,随即风挡出现裂纹,左前风挡过热灯亮,因情况不明机组申请快速下降,并报告管制员可能备降南阳,同时将情况告知客舱乘务组并要求做好应急准备。机组执行风挡损坏检查单,判断为风挡外层受损,确认增压正常,机组申请在5100米改平,评估油量后决策继续飞往南京,持续关注风挡状态,并申请直飞,后续航班在南京机场安全落地。机务更换左1#风挡。

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