روش آزمون استاندارد ASTM F320 برای مقاومت در برابر ضربه تگرگ محفظه‌های شفاف هوافضا

روش آزمون استاندارد ASTM F320 برای مقاومت در برابر ضربه تگرگ محفظه‌های شفاف هوافضا

استاندارد "ASTM F320 روش آزمون استاندارد برای مقاومت در برابر ضربه تگرگ محفظه‌های شفاف هوافضا" که توسط انجمن آمریکایی آزمایش و مواد (ASTM) تدوین شده است، روشی را برای تعیین مقاومت در برابر ضربه یک محفظه شفاف هوافضا (مانند شیشه جلو، سایبان، پنجره، پوشش لنز) در شرایط تگرگ با استفاده از دانه‌های تگرگ شبیه‌سازی شده متشکل از گلوله‌های یخ قالب‌گیری شده تحت شرایط کاملاً کنترل شده توصیف می‌کند. این آزمون همچنین باید برای برآورده کردن الزامات آزمون تگرگ یا عملکرد مشخص شده توسط طراحی یا قرارداد استفاده شود.

روش آزمون استاندارد ASTM F320 برای مقاومت در برابر ضربه تگرگ محفظه‌های شفاف هوافضا

برای اهداف این استاندارد، اصطلاحات و تعاریف زیر اعمال می شود:

  • آسیب به هرگونه تغییر در ویژگی‌های بصری یا یکپارچگی شیشه جلو اتومبیل در اثر برخورد تگرگ، از جمله خراش، ترک، لایه لایه شدن، شکاف، نفوذ یا خرد شدن اشاره دارد.
  • توپ یخی به یک کره آب یخ زده با مواد پرکننده اشاره دارد که از نظر وزن، اندازه و سختی، شبیه یک تگرگ طبیعی است.
  • زاویه برخورد به زاویه بین مسیر پرواز توپ یخی و عمود بر هدف اشاره دارد.
  • سابوت، حامل پلاستیکی است که برای انتقال گوی یخی به پایین لوله پرتاب استفاده می‌شود. یک نوع سابوت از یک میله پلی کربنات شکافته شده با یک حفره مرکزی برای نگه داشتن گوی یخی تشکیل شده است. هر نیمه سابوت به گونه‌ای طراحی شده است که جدایی آیرودینامیکی از گوی یخی را پس از خروج از لوله پرتاب تضمین کند.

روش آزمایش شامل پرتاب مجموعه‌ای از گوی‌های یخی با اندازه‌های مشخص با سرعت و زاویه مشخص، در یک الگوی مشخص، به شیشه جلوی خودرو است. الزامات مربوط به گوی یخی، نمونه آزمایش، روش کار و جمع‌آوری داده‌ها مشخص شده است. از گوی یخی در حین پرواز عکس گرفته می‌شود تا صحت آن تأیید شود. الزامات مربوط به دستگاه نمونه و روش آزمایش مشخص شده است، اما گزینه‌هایی مجاز هستند. با این حال، گزینه‌های مورد استفاده باید نشان دهند که منجر به ایجاد گوی یخی با اندازه، قوام و سرعت مشابه دستگاه و روش کار مشخص شده می‌شوند. گزینه‌ها در زمینه‌های زیر مجاز هستند:

  • مواد قالب توپ یخ.
  • پرتاب‌کننده. هر نوع پرتاب‌کننده‌ای مجاز است، مادامی که گلوله یخی با سرعت صحیح و سالم به نمونه آزمایش برسد. استفاده از سابوت و جنس و هندسه سابوت اختیاری است.
  • روش تعیین سلامت توپ یخی
  • اندازه‌گیری سرعت توپ یخی تا زمانی که استانداردهای دقت رعایت شوند.
  • ابعاد نمونه آزمایشی. موارد داده شده حداقل هستند.
  • امنیت باید مطابق با استانداردهای امنیتی مرکز آزمایش مورد استفاده باشد.

این روش آزمایش می‌تواند برای تعیین مقاومت شیشه‌های جلو در برابر تگرگ برای اهداف پذیرش، طراحی، سرویس یا تحقیق مورد استفاده قرار گیرد. با استفاده از این روش با زاویه و سرعت شیشه جلو نصب شده روی یک هواپیمای خاص، می‌توان مقادیر مجاز طراحی، معیارها و تلرانس‌های شیشه جلو آن وسیله نقلیه را تعیین کرد.

امکانات و تجهیزات مورد نیاز برای این روش آزمایش شامل یک میدان تیراندازی مناسب مجهز به قالب گلوله یخی، پرتابگر، منحرف کننده انفجار، تله سابوت، سیستم اندازه گیری سرعت، نگهدارنده نمونه آزمایش و یک دوربین با یا بدون فلاش برای تأیید سلامت گلوله یخی است. تجهیزات جانبی مورد نیاز برای این آزمایش شامل نمونه آزمایش، گلوله های یخی، سابوت ها و کارتریج های احتراق است.

میدان تیراندازی باید یک منطقه محصور حداقل ۳ متر در ۶ متر باشد تا شامل زباله‌های پرتاب شده و افراد غیرمجاز نباشد.

قالب کره یخ از دو بلوک آلومینیومی با حفره‌های نیم‌کره و سوراخ‌های تهویه برای پر کردن با آب و انبساط آب در حین انجماد تشکیل شده است.

انواع پرتابگرها مطابق با مشخصات این استاندارد مناسب هستند. علاوه بر تفنگ باروت شرح داده شده در این روش آزمایش، آزمایشگاه‌ها با موفقیت از پرتابگرهای تفنگ گاز فشرده نیز استفاده کرده‌اند. نمونه‌ای از پرتابگر تفنگ باروت در شکل نشان داده شده است و شامل یک لوله، سوراخ، درپوش لوله و دسته است. لوله باید از لوله فولادی بدون درز AISI 4130 با کیفیت بالا یا معادل آن در حالت آنیل شده ساخته شود.

در کاربردهای هوافضا، محفظه‌های شفاف مانند سایبان‌های هواپیما، پنجره‌ها و سایر اجزای شیشه‌ای نه تنها برای دید، بلکه برای تضمین ایمنی سازه نیز بسیار مهم هستند. این محفظه‌ها باید در برابر انواع تنش‌های محیطی مقاومت کنند. یکی از مخرب‌ترین آنها، برخورد تگرگ در ارتفاعات یا سرعت‌های بالا است. استاندارد ASTM F320 یک چارچوب آزمایش حیاتی برای ارزیابی میزان مقاومت پلاستیک‌های شفاف مورد استفاده در هوانوردی در برابر برخورد تگرگ ارائه می‌دهد.

این استاندارد یک روش آزمایشگاهی برای شبیه‌سازی و ارزیابی عملکرد مواد پلاستیکی شفاف مورد استفاده در سازه‌های هوافضا در برابر ضربه تگرگ ایجاد می‌کند. هدف، تعیین مقاومت در برابر ضربه، یکپارچگی و دوام مواد در شرایط واقعی است.

این استاندارد به ویژه برای موارد زیر اهمیت دارد:

  • پنجره‌ها و سایبان‌های کابین خلبان هواپیما
  • شیشه‌های جلوی هلیکوپتر
  • گنبدهای شفاف، پنل‌های رصد و رادوم‌ها
  • وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین (پهپاد) با لنزها یا پوشش‌های حسگر

روش استاندارد ASTM F320 شامل رویه‌های آزمایشگاهی کنترل‌شده‌ای است که شرایط تگرگ واقعی را شبیه‌سازی می‌کنند. عناصر کلیدی این آزمایش عبارتند از:

  • نمونه‌های آزمایشی: نمونه‌های پلاستیکی شفاف تخت یا منحنی که معمولاً در سیستم‌های لعاب هوافضا استفاده می‌شوند. این مواد شامل پلی کربنات، اکریلیک یا کامپوزیت‌های چندلایه هستند.
  • دانه‌های تگرگ شبیه‌سازی شده: دانه‌های تگرگ مصنوعی از یخ ساخته شده‌اند و بسته به سناریوی آزمایش، اندازه و جرم متفاوتی دارند. قطرهای معمول از ۲۵ میلی‌متر تا ۵۰ میلی‌متر متغیر است.
  • سرعت برخورد: دانه‌های تگرگ با استفاده از تفنگ‌های بادی یا دستگاه‌های مشابه به نمونه‌ها پرتاب می‌شوند تا سرعت برخورد تگرگ مورد انتظار در ارتفاع پرواز و سرعت هوای مورد نظر حاصل شود. سرعت‌ها می‌توانند از 30 تا 120 متر بر ثانیه یا بیشتر باشند.
  • معیارهای ارزیابی: پس از برخورد، مواد از نظر موارد زیر بررسی می‌شوند:
    • شکستگی یا نفوذ
    • لایه لایه شدن یا ترک خوردگی
    • از دست دادن وضوح نوری
    • استحکام باقیمانده

این آزمایش می‌تواند در چندین مکان یا در مناطق مختلف تکرار شود تا شرایط تگرگ شبیه‌سازی شود.

صنعت هوافضا به مواد بسیار قابل اعتماد و سبک وزنی نیاز دارد که در شرایط سخت عملکرد خوبی داشته باشند. استاندارد ASTM F320 به تولیدکنندگان و مهندسان کمک می‌کند تا:

  • انتخاب مواد مناسب برای محفظه‌های هوانوردی
  • ارزیابی عملکرد ایمنی در شرایط تگرگ
  • بهبود طراحی برای دوام و ماندگاری طولانی مدت
  • برآورده کردن الزامات نظارتی و صدور گواهینامه (مانند FAA، EASA)

به طور خلاصه، استاندارد ASTM F320 ثبات، مقایسه‌پذیری و تکرارپذیری را در ارزیابی مقاومت در برابر ضربه ارتقا می‌دهد. این استاندارد، استانداردی کلیدی برای تضمین ایمنی و قابلیت اطمینان محفظه‌های شفاف هوافضا در برابر ضربه تگرگ است. این استاندارد به توسعه مواد و سیستم‌هایی کمک می‌کند که از تجهیزات محافظت کرده و خطرات حین پرواز را کاهش می‌دهند. با تکامل مواد هوافضا، این استاندارد همچنان معیاری برای عملکرد در برابر برخی از تهدیدات غیرقابل پیش‌بینی‌تر طبیعت ارائه می‌دهد.

سازمان ما که سال‌هاست از طریق طیف گسترده‌ای از فعالیت‌های آزمایش، اندازه‌گیری، تجزیه و تحلیل و ارزیابی، از کسب‌وکارها در تمام بخش‌ها پشتیبانی می‌کند، دارای تیمی قوی از کارکنان است که از نزدیک پیشرفت‌های جهانی در علم و فناوری را دنبال می‌کنند و دائماً در حال بهبود خود هستند. در این زمینه، ما همچنین خدمات آزمایش مطابق با روش آزمون استاندارد ASTM F320 برای مقاومت در برابر ضربه تگرگ محفظه‌های شفاف هوانوردی ارائه می‌دهیم.

واتساپ