История стекла. От стеклянного оружия до стекол иллюминаторов космических кораблей

К остеклению для военной и гражданской авиации предъявляются высокие требования по прочности. После столкновения с птицей весом 1,8 кг на стекле кабины – не важно, гражданского воздушного судна или военного истребителя или вертолета – не должно остаться вмятин или трещин, которые бы нарушили герметичность кабины или затруднили обзор пилоту.

Лобовое стекло самолета можно усилить с помощью современных материалов. И совсем не так просто соблюсти все необходимые требования. Стекло должно обогреваться, обладать приемлемым весом, хорошей светопропускаемостью и другими характеристиками.

Самолеты и вертолёты остекляют однослойными или многослойными материалами на основе органических и силикатных стекол.

В качестве однослойного (листового) материала для остекления летательных аппаратов применяется только органическое стекло. Изделия из него получают вакуумформованием, пневмоформованием и штамповкой в интервале температур между температурами стеклования и термостабильности. Используется также метод холодного формования при температуре ниже температуры стеклования. Листовое органическое стекла можно подвергать всем видам механической обработки с помощью инструмента. Для крепления листового органического стекла на летательном аппарате применяются два способа: жёсткое (болтовое) и мягкое (безболтовое), посредством так называемой крепежной ленты.

Многослойные материалы изготовляют путём склеивания между собой пластин из силикатного или (и) органического стекла, материалы, представляющие собой комбинацию этих стекол, называются органосиликатными или гетерогенными. Различают триплекс (в материале 3 слоя), пентоплекс (5 слоев) и полиплекс (более 5 слоев). Многослойные стекла делят также на силовые (толщина 10—100 мм), рассчитанные на эксплуатацию в условиях ударных и других нагрузок, и несиловые (толщина 3–6 мм). Стеклянные пластины склеивают при помощи полимерных плёнок, располагаемых между ними, или путём заливки между пластинами смесей мономеров, содержащих инициатор, с последующей их полимеризацией или поликонденсацией.

При изготовлении светофильтрующих и других специальных многослойных стекол используют цветные или металлизированные стеклянные пластины. Многослойные стекла часто снабжают встроенными электронагревателями.

Стекло в автомобилестроении

Стекла вместе со всем кузовом и наружным оборудованием определяют аэродинамику автомобиля, которая влияет на тягово-скоростные свойства, устойчивость, управляемость и некоторые другие свойства, а также способствуют эффективной работе системы вентиляции.

Стекла автомобиля совместно с другими деталями формируют внешний вид кузова и всего автомобиля. При этом высокое качество стекла придает кузову отличительные свойства изысканности и принадлежности его к элитным моделям. В то же время дробные блики от неровного стекла резко ухудшают внешний вид автомобиля, несмотря на другие его положительные особенности и свойства.

Установка стекол образует вместе с кузовом замкнутую конструкцию, которая изолирует внутреннее пространство салона от окружающей среды и помогает создать в нем благоприятный микроклимат и уют, необходимый для длительного путешествия и управления автомобилем. В то же время стекла позволяют наблюдать окружающую местность и дорожную обстановку, а также создают условия, необходимые для эффективного управления автомобилем.

Автомобильные стекла бывают:

✓ с отражающим тонированием – тонировка атермальной пленкой;

✓ с высоким поглощением шума;

✓ цветные;

✓ нагревательные.

Стекла значительно влияют на теплообмен пассажирского салона и внешней среды за счет теплоизлучения. Это приводит к перегреву салона при длительных стоянках автомобиля на солнце и переохлаждению – при стоянке в ночное время. Для борьбы с этим неприятным явлением используется система отопления и вентиляции, что требует дополнительных затрат энергии. Уменьшение теплообмена через окна возможно за счет применения тонированных стекол. Однако это приводит к снижению прозрачности стекол и ухудшает их светопроницаемость.

Хрупкость стекол и их низкая прочность даже в условиях движения по дороге противостоят действию различных нагрузок от силы ветра, инерционных нагрузок, а также ударов от дорожной крошки и мелких камней. В условиях длительной эксплуатации не удается избежать аварийных ситуаций, при которых, как правило, страдает остекление кузова и фары автомобиля. Но более опасным фактором при этом является травмирование водителя и пассажиров, в том числе и осколками стекла. Иногда это сопровождается выпадением людей из кабины и салона автомобиля через окна.