ASTM F320 Havacılık Şeffaf Muhafazalarının Dolu Darbesine Dayanıklılığı için Standart Test Yöntemi

Amerikan Test ve Malzeme Kuruluşu (ASTM) tarafından geliştirilen “ASTM F320 Havacılık şeffaf muhafazalarının dolu darbesine dayanıklılığı için standart test yöntemi” standardında, sıkı bir şekilde kontrol edilen koşullar altında kalıplanmış buz toplarından oluşan simüle edilmiş dolu taşları kullanılarak dolu fırtınası koşullarında havacılık şeffaf bir muhafazanın (ön cam, kanopi, pencere, mercek kapağı gibi) darbe direncinin belirlenmesine yönelik bir test yöntemi açıklanmaktadır. Bu test ayrıca tasarım veya sözleşmeyle belirtilen dolu testi veya performans gereksinimlerini karşılamak için de kullanılmalıdır.

Bu standardın amaçları doğrultusunda şu terimler ve tanımlar geçerlidir:

• Hasar, çizikler, çatlama, delaminasyon, çatlaklar, nüfuz etme veya parçalanma dahil olmak üzere dolu çarpması sonucu bir ön camın görsel özelliklerinde veya bütünlüğünde meydana gelen herhangi bir değişikliği ifade eder.
• Buz topu, ağırlık, boyut ve sertlik açısından doğal bir dolu taşını taklit eden dolgulu donmuş bir su küresini ifade eder.
• Çarpma açısı, buz topunun uçuş yolu ile hedef normal arasındaki açıyı ifade eder.
• Sabot, buz topunu fırlatma borusundan aşağı taşımak için kullanılan plastik taşıyıcıdır. Bir sabot türü, buz topunu tutmak için merkezi bir boşluk içeren bölünmüş bir polikarbonat çubuktan oluşur. Her sabot yarısı, fırlatma borusundan çıktıktan sonra buz topundan aerodinamik olarak ayrılmasını sağlamak üzere tasarlanmıştır.

Test yöntemi, belirtilen boyutlarda bir dizi buz topunun, belirtilen hız ve açıda ve belirtilen bir düzende bir örnek ön cama fırlatılmasını içerir. Buz topu, test numunesi, prosedür ve veri toplama için gereklilikler belirtilmiştir. Buz topunun bütünlüğünü doğrulamak için uçuş halinde fotoğrafı çekilir. Örnek bir aparat ve test prosedürü için gereklilikler belirtilmiştir, ancak seçeneklere izin verilir. Ancak, kullanılan seçeneklerin, belirtilen aparat ve prosedürle aynı boyut, kıvam ve hızda bir buz topunun test paneline çarpmasıyla sonuçlandığı gösterilmelidir. Seçeneklere izin verilen alanlar şunlardır:

• Buz topu kalıp malzemesi.
• Fırlatıcı. Buz topu test numunesine doğru hızda sağlam bir şekilde ulaştığı sürece her türlü fırlatıcıya izin verilir. Sabotların ve sabot malzemesinin ve geometrisinin kullanımı isteğe bağlıdır.
• Buz topu bütünlüğünü belirleme yöntemi.
• Doğruluk standartları karşılandığı sürece buz topu hız ölçümü.
• Test numunesi boyutları. Verilenler minimumdur.
• Güvenlik, kullanılan test tesisinin güvenlik standartlarını karşılamalıdır.

Bu test yöntemi, kabul, tasarım, servis veya araştırma amaçları için ön camların dolu darbe direncini belirlemek için kullanılabilir. Bu yöntemi, belirli bir havacılık aracının takılı ön cam açısı ve hızıyla kullanarak, o aracın ön camı için tasarım izinleri, kriterler ve toleranslar belirlenebilir.

Bu test prosedürünün gerçekleştirilmesi için gereken tesisler ve ekipmanlar arasında buz topu kalıbı, fırlatıcı, patlama saptırıcı, sabot tuzağı, hız ölçüm sistemi, test numunesi tutucu ve buz topu bütünlüğünü doğrulamak için flaşlı veya flaşsız bir kamera ile donatılmış uygun bir atış poligonu bulunur. Bu test için gereken yardımcı ekipmanlar arasında test numunesi, buz topları, sabotlar ve ateşleme kartuşları bulunur.

Atış poligonu, uçan döküntüleri sınırlamak ve yetkisiz personeli dışarıda tutmak için en az 3 m x 6 m boyutlarında kapalı bir alan olmalıdır.

Buz küresi kalıbı, suyla doldurmak ve donma sırasında suyun genleşmesi için yarım küre boşlukları ve havalandırma delikleri olan iki alüminyum bloktur.

Fırlatıcı, bu standartta belirtildiği gibi çeşitli fırlatıcılar uygundur. Bu test yönteminde açıklanan barut tabancasına ek olarak, laboratuvarlar sıkıştırılmış gazlı silah fırlatıcılarını da başarıyla kullanmışlardır. Bir barut tabancası fırlatıcısının bir örneği şekilde gösterilmiştir ve namlu, namlu deliği, namlu tıpası ve kontrolden oluşur. Namlu, tavlanmış durumda yüksek kaliteli AISI 4130 dikişsiz çelik borudan veya eşdeğerinden yapılmalıdır.

Havacılık uygulamalarında, uçak kanopileri, pencereler ve diğer cam bileşenleri gibi şeffaf muhafazalar yalnızca görünürlük açısından değil aynı zamanda yapısal güvenliğin sağlanması açısından da kritik öneme sahiptir. Bu muhafazalar çeşitli çevresel streslere dayanmalıdır. En zararlı olanlardan biri yüksek irtifalarda veya hızlarda dolu çarpmasıdır. ASTM F320 standardı, havacılıkta kullanılan şeffaf plastiklerin dolu darbelerine ne kadar iyi dayanabileceğini değerlendirmek için hayati bir test çerçevesi sağlar.

Bu standart, havacılık yapılarında kullanılan şeffaf plastik malzemelerin dolu taşlarının etkisine nasıl dayandığını simüle etmek ve değerlendirmek için bir laboratuvar yöntemi oluşturur. Amaç, malzemelerin gerçekçi koşullar altında darbe direncini, bütünlüğünü ve dayanıklılığını belirlemektir.

Bu standart özellikle şunlar için önemlidir:

• Uçak kokpit pencereleri ve kanopileri
• Helikopter ön camları
• Şeffaf kubbeler, gözlem panelleri ve radomeler
• Sensör mercekleri veya kapakları olan insansız hava araçları (İHA’lar)

ASTM F320 standardı yöntemi, gerçek hayattaki dolu koşullarını taklit eden kontrollü laboratuvar prosedürlerini içerir. Testin temel unsurları şunlardır:

• Test örnekleri: Tipik olarak havacılık cam sistemlerinde kullanılan düz veya kavisli şeffaf plastik örnekleridir. Malzemeler arasında polikarbonat, akrilik veya lamine kompozitler bulunur.
• Simüle edilmiş dolu taşları: Yapay dolu taşları buzdan yapılır ve test senaryosuna bağlı olarak boyut ve kütle bakımından değişir. Yaygın çaplar 25 mm ila 50 mm arasıdır.
• Çarpma hızı: Dolu taşları, seyir irtifasında ve hava hızında beklenen dolu çarpma hızına ulaşmak için hava tabancaları veya benzeri cihazlar kullanılarak örneklere fırlatılır. Hızlar 30 ila 120 m/s veya daha fazla olabilir.
• Değerlendirme kriterleri: Çarpmadan sonra, malzeme şunlar açısından incelenir:
  • Kırılma veya penetrasyon
  • Delaminasyon veya çatlama
  • Optik berraklığın kaybı
  • Artık mukavemet

Dolu fırtınası koşullarını simüle etmek için test birden fazla noktada veya farklı alanlarda tekrarlanabilir.

Havacılık sektörü, aşırı koşullarda performans gösteren son derece güvenilir ve hafif malzemeler gerektirir. ASTM F320 standardı, üreticilere ve mühendislere şu konularda yardımcı olur:

• Havacılık muhafazaları için uygun malzemeleri seçme
• Dolu koşullarında güvenlik performansını değerlendirme
• Dayanıklılık ve uzun vadeli dayanıklılık için tasarımı iyileştirme
• Düzenleyici ve sertifikasyon gerekliliklerini karşılama (örneğin FAA, EASA)

Kısaca ASTM F320 standardı, darbe direnci değerlendirmesinde tutarlılığı, karşılaştırılabilirliği ve tekrarlanabilirliği destekler. Bu standart, dolu etkisine karşı şeffaf havacılık muhafazalarının güvenliğini ve güvenilirliğini sağlamak için önemli bir standarttır. Ekipmanı koruyan ve uçuş sırasındaki tehlikeleri azaltan malzemeler ve sistemler üretilmesine yardımcı olur. Havacılık malzemeleri geliştikçe, bu standart doğanın daha öngörülemez tehditlerinden biri altında performans için bir ölçüt sağlamaya devam etmektedir.

Yıllardır çok geniş bir yelpazede gerçekleştirdiği test, ölçüm, analiz ve değerlendirme çalışmaları ile her sektörden işletmelere destek olmaya çalışan kuruluşumuz, bilim ve teknoloji alanında dünyada yaşanan gelişmeleri yakından takip eden ve sürekli kendini geliştiren güçlü bir çalışan kadrosuna sahiptir. Bu çerçevede işletmelere “ASTM F320 Havacılık şeffaf muhafazalarının dolu darbesine dayanıklılığı için standart test yöntemi” standardına uygun test hizmetleri de verilmektedir.