Стандартен метод за изпитване на устойчивост на градушка на прозрачни корпуси за аерокосмически цели по ASTM F320

Стандартен метод за изпитване на устойчивост на градушка на прозрачни корпуси за аерокосмически цели по ASTM F320

Стандартът „ASTM F320 Стандартен метод за изпитване на устойчивост на градушка на прозрачни аерокосмически корпуси“, разработен от Американското дружество за изпитване и материали (ASTM), описва метод за изпитване за определяне на устойчивостта на удар на прозрачен аерокосмически корпус (като предно стъкло, сенник, прозорец, капак на лещата) при условия на градушка, като се използват симулирани градушки, съставени от формовани ледени пелети при строго контролирани условия. Този тест трябва да се използва и за изпълнение на изискванията за изпитване за градушка или за изпълнение, определени от проекта или договора.

Стандартен метод за изпитване на устойчивост на градушка на прозрачни корпуси за аерокосмически цели по ASTM F320

За целите на този стандарт се прилагат следните термини и определения:

  • Повреда се отнася до всяка промяна във визуалните характеристики или целостта на предното стъкло в резултат на удар от градушка, включително драскотини, напукване, разслояване, цепнатини, проникване или раздробяване.
  • Ледената топка представлява замръзнала водна сфера с пълнеж, който имитира естествена градушка по отношение на тегло, размер и твърдост.
  • Ъгълът на удара се отнася до ъгъла между траекторията на полета на ледената топка и нормалата на целта.
  • Саботът е пластмасов носач, използван за транспортиране на ледената топка по тръбата за изстрелване. Един вид сабот се състои от разделен поликарбонатен прът с централна кухина за задържане на ледената топка. Всяка половина на сабота е проектирана да осигури аеродинамично отделяне от ледената топка, след като тя излезе от тръбата за изстрелване.

Методът на изпитване включва проектиране на серия от ледени топки с определени размери с определена скорост и ъгъл, в определен модел, върху образец на предно стъкло. Посочени са изискванията за ледената топка, тестовата проба, процедурата и събирането на данни. Ледената топка се снима по време на полет, за да се провери нейната цялост. Посочени са изискванията за апаратура за проба и процедура за изпитване, но са разрешени и опции. Трябва обаче да се докаже, че използваните опции водят до ледена топка със същия размер, консистенция и скорост като посочения апарат и процедура. Опции са разрешени в следните области:

  • Материал за форми за ледени топки.
  • Пускова установка. Разрешена е всякакъв вид пускова установка, стига ледената топка да достигне изпитвания образец непокътната с правилната скорост. Използването на саботи, както и материалът и геометрията на сабота, са по избор.
  • Метод за определяне целостта на ледената топка.
  • Измерване на скоростта на ледената топка, стига да са спазени стандартите за точност.
  • Размери на тестовата проба. Дадените са минимални.
  • Сигурността трябва да отговаря на стандартите за сигурност на използваното тестово съоръжение.

Този метод на изпитване може да се използва за определяне на устойчивостта на градушка на предни стъкла за целите на приемането, проектирането, сервиза или изследването. С помощта на този метод, при ъгъла и скоростта на предното стъкло, инсталирани на конкретен самолет, могат да се определят проектните допустими отклонения, критерии и допустими отклонения за предното стъкло на това превозно средство.

Съоръженията и оборудването, необходими за тази тестова процедура, включват подходящо стрелбище, оборудвано с калъп за ледени топки, изстрелвателна установка, дефлектор на взрива, капан за саботи, система за измерване на скоростта, държач за тестова проба и камера със или без светкавица за проверка на целостта на ледените топки. Спомагателното оборудване, необходимо за това изпитване, включва тестовата проба, ледените топки, саботи и запалителни патрони.

Стрелбището трябва да бъде затворено пространство с размери най-малко 3 м х 6 м, за да се задържат летящи отломки и да се предотврати достъпът на неупълномощен персонал.

Формата за ледени сфери е от два алуминиеви блока с полусферични кухини и вентилационни отвори за пълнене с вода и за разширяване на водата по време на замръзване.

Подходящи са различни пускови установки, както е посочено в този стандарт. В допълнение към барутния пистолет, описан в този метод за изпитване, лаборатории също успешно са използвали пускови установки за барутен пистолет, работещи със сгъстен газ. Пример за пускова установка за барутен пистолет е показан на фигурата и се състои от цев, отвор за отваряне, запушалка за цев и контролен клапан. Цевта трябва да бъде изработена от висококачествена безшевна стоманена тръба AISI 4130 или еквивалентна в отгрято състояние.

В аерокосмическите приложения, прозрачните заграждения, като например сенници на самолети, прозорци и други стъклени компоненти, са от решаващо значение не само за видимостта, но и за осигуряване на структурна безопасност. Тези заграждения трябва да издържат на различни натоварвания от околната среда. Едно от най-вредните е ударът от градушка на голяма надморска височина или скорост. Стандартът ASTM F320 предоставя жизненоважна рамка за тестване за оценка на това доколко прозрачните пластмаси, използвани в авиацията, могат да издържат на удари от градушка.

Този стандарт установява лабораторен метод за симулиране и оценка на характеристиките на прозрачни пластмасови материали, използвани в аерокосмически конструкции, срещу удар от градушка. Целта е да се определи удароустойчивостта, целостта и дълготрайността на материалите при реални условия.

Този стандарт е особено важен за:

  • Прозорци и тенти на пилотската кабина на самолети
  • Предни стъкла за хеликоптери
  • Прозрачни куполи, наблюдателни панели и радарни обтекатели
  • Безпилотни летателни апарати (БЛА) със сензорни лещи или капаци

Стандартният метод ASTM F320 включва контролирани лабораторни процедури, които имитират реални условия на градушка. Ключови елементи на теста включват:

  • Тестови проби: Плоски или извити прозрачни пластмасови проби, обикновено използвани в аерокосмически остъкляващи системи. Материалите включват поликарбонат, акрил или ламинирани композити.
  • Симулирани градушки: Изкуствените градушки са направени от лед и варират по размер и маса в зависимост от тестовия сценарий. Обичайните диаметри варират от 25 мм до 50 мм.
  • Скорост на удара: Градишките от градушка се проектират върху пробите с помощта на въздушни оръдия или подобни устройства, за да се постигне очакваната скорост на удара с градушката при крейсерската височина и въздушната скорост. Скоростите могат да варират от 30 до 120 m/s или повече.
  • Критерии за оценка: След удара материалът се изследва за:
    • Фрактура или проникване
    • Разслояване или напукване
    • Загуба на оптична яснота
    • Остатъчна якост

Тестът може да се повтори на множество места или в различни области, за да се симулират условия на градушка.

Аерокосмическата индустрия изисква високонадеждни, леки материали, които работят при екстремни условия. Стандартът ASTM F320 помага на производителите и инженерите:

  • Избор на подходящи материали за авиационни заграждения
  • Оценка на безопасността при градушка
  • Подобряване на дизайна за издръжливост и дълготрайност
  • Отговаряне на регулаторните и сертификационни изисквания (напр. FAA, EASA)

Накратко, стандартът ASTM F320 насърчава последователността, сравнимостта и повторяемостта при оценката на устойчивостта на удар. Този стандарт е ключов стандарт за гарантиране на безопасността и надеждността на прозрачните аерокосмически заграждения срещу градушка. Той помага за разработването на материали и системи, които защитават оборудването и намаляват опасностите по време на полет. С развитието на аерокосмическите материали, този стандарт продължава да предоставя еталон за производителност при някои от по-непредсказуемите заплахи на природата.

Нашата организация, която от години подкрепя бизнеса във всички сектори чрез широк спектър от дейности по тестване, измерване, анализ и оценка, разполага със силен екип от служители, които следят отблизо световните развития в науката и технологиите и непрекъснато се усъвършенстват. В този контекст, ние също така предоставяме услуги за тестване в съответствие със стандартния метод за изпитване ASTM F320 за устойчивост на градушка на прозрачни авиационни корпуси.

WhatsApp