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分析·为何波音787梦想客机的窗户可以那么大?因为碳纤维复合材料

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一般飞机客舱的舷窗非常小,180度全景飘窗是不可能的。在大飞机的衬托下,舷窗显得更小了。

飞机舷窗为什么那么小呢?飞机结构比较特殊

飞机的舷窗小,主要是与飞机的结构有关。飞机机体主要由蒙皮,桁条,隔框等组成。他们彼此交错,横竖组合,相连在一起。舷窗则镶嵌在其中,故它的大小会受到限制。

协和飞机

其中,典型代表就是协和客机,该机由于需要超音速飞行,对飞机结构的要求更高,机体上的加强件连接也更密集,所以它的舷窗只有明信片那么大。

舷窗强度非同一般

高压环境中,对舷窗材质的强度也有不一般的要求。它不是玻璃,而是采用丙烯酸类树脂。相较于玻璃,丙烯酸类树脂具有质量轻、坚韧性更强且加工方便等特点。舷窗强度越高,机体的加强件就能减少,而舷窗也能变大了。所以舷窗强度也会影响舷窗的大小。

一般情况下,客舱内的舷窗都采用“fail-safe”设计理念,一般都有3层树脂材料组成。目的的是当一层窗户出现破损的时候,不会影响整机的安全。

进入21世纪之后,航空领域因为大量复合材料的使用进入了新纪元。波音 787因为大量使用强度较大的复合材料,减少了结构加强件,故它的舷窗也增大不少,比起通常的客机大出65%。

由于在机身和机翼采用了最新型的碳纤维复合材料,787梦想飞机的舷窗比现在的飞机大1倍以上,机内所有人都能看到窗外;整个飞机只用了20%的铝材,总面积50%以上改用复合材料,它比钢还坚固耐久,却比铝更轻盈;这种材料不会腐蚀,而且与现在通常用于飞机制造的铝金属相比更不易报废;因此,787飞机的航行维修费用就会下降,客票价格也将随之降低。

787比以往的飞机使旅客更加舒服。坚固的机身保证了飞机可以安装更多的窗户,机舱内也得以保持更高、更舒适的气压。飞行结束后,旅客们会带着完美的感觉走下飞机。”波音公司的职员说。

此外,上世纪 80 年代,电致变色材料被提出并应用于建筑物、汽车、飞机等节能采光系统中,形成能动态调节太阳辐射能透过率的「智能窗」(Smart window)。2008 年,波音 787 就选用了智能窗术,淘汰了机械式舷窗遮阳板,采用电致变色技术,在舱内防尘外壳和舱外结构舱窗之间安装电子调光面板。

智能舷窗结构图

由此可见,飞机舷窗设计得比较小,主要是受到飞机结构和舷窗材质特殊要求的限制。

来源:汽车轻量化CFRP

来源:碳纤维生产技术
复合材料航空汽车建筑电子材料
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首次发布时间:2024-06-11
最近编辑:1月前
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