Лобовое стекло ( североамериканский английский ) или лобовое стекло ( английский язык Содружества, за исключением Канады) самолета , автомобиля , автобуса , мотоцикла , грузовика , поезда , лодки или трамвая — это переднее окно , которое обеспечивает видимость, одновременно защищая пассажиров от непогоды. Современные лобовые стекла обычно изготавливаются из многослойного безопасного стекла , типа обработанного стекла, которое обычно состоит из двух изогнутых листов стекла с пластиковым слоем, ламинированным между ними для безопасности и приклеенным к оконной раме.
Лобовые стекла мотоциклов часто изготавливаются из ударопрочного поликарбоната или акрилового пластика.
Лобовые стекла защищают пассажиров автомобиля от ветра и летящих предметов, таких как пыль, насекомые и камни, а также образуют переднее окно аэродинамической формы. УФ-покрытие может быть нанесено для защиты от вредного ультрафиолетового излучения. Однако обычно в этом нет необходимости, поскольку большинство автомобильных ветровых стекол изготовлены из многослойного безопасного стекла . Большая часть УФ-В поглощается самим стеклом, а оставшийся УФ-В вместе с большей частью УФ-А поглощается связующим слоем ПВБ. [1]
На мотоциклах их основная функция — защищать водителя от ветра, хотя и не так полностью, как в автомобиле, тогда как на спортивных и гоночных мотоциклах основная функция — уменьшение лобового сопротивления, когда гонщик принимает оптимальную аэродинамическую конфигурацию, когда тело находится в унисон с машиной. и не защищает водителя от ветра, когда он сидит прямо.
Раньше лобовые стекла делались из обычного оконного стекла, но это могло привести к серьезным травмам в случае аварии. Серия аварий привела к разработке более прочных лобовых стекол. Наиболее ярким примером этого является дело Пейн против Форда 1917 года, в котором Пэйн был вынесен не в пользу того, что он получил травму только в результате неосторожного вождения . [ нужна цитация ] Они были заменены ветровыми стеклами, изготовленными из закаленного стекла и прикрепленными к раме с помощью резинового или неопренового уплотнения . Когда разбилось лобовое стекло, закаленное стекло разбилось на множество, в основном, безобидных осколков. Однако эти лобовые стекла могут разбиться от простого каменного скола. Однако ламинирование стекла «триплекс» было доступно для лобовых стекол во Франции с 1911 года и в Великобритании с 1912 года; оно было принято в качестве аксессуара некоторыми ведущими американскими автопроизводителями, начиная с 1913 года, а с 1919 по 1929 год Генри Форд приказал использовать многослойное стекло на всех своих автомобилях. [2]
Современные вклеенные лобовые стекла повышают жесткость автомобиля, но исторически основной движущей силой инноваций была необходимость предотвращения травм острыми осколками стекла. Почти все страны теперь требуют, чтобы лобовые стекла оставались целыми, даже если они разбиты, за исключением случаев, когда их пробивает сильная сила.
Уретановый герметик защищен от ультрафиолета и солнечного света полосой темных точек, называемой фриттой, по краю лобового стекла. [3] Затемненный край переходит в прозрачное лобовое стекло с точками меньшего размера, чтобы минимизировать термическую нагрузку при производстве. Та же самая полоса затемненных точек часто расширяется вокруг зеркала заднего вида, выполняя роль солнцезащитной шторки. [4]
В дождливый день преломление воды на лобовых стеклах самолетов может ввести пилотов в заблуждение, заставив их поверить в то, что они летят на большей высоте, чем на самом деле, из-за того, что горизонт кажется ниже, чем он есть на самом деле. Это может привести к выходу за пределы взлетно-посадочной полосы и стать угрозой безопасности. [5]
Во многих местах законы ограничивают использование сильно тонированных стекол в лобовых стеклах автомобилей; как правило, законы определяют максимально разрешенный уровень оттенка. Некоторые автомобили имеют заметно большую тонировку в самой верхней части лобового стекла, чтобы блокировать солнечные блики .
В лобовых стеклах самолетов электрический ток подается через проводящий слой оксида олова (IV) для выработки тепла и предотвращения обледенения . Аналогичная система для автомобильных лобовых стекол, представленная на автомобилях Ford под названием « Quickclear » в Европе («InstaClear» в Северной Америке) в 1980-х и начале 1990-х годов, использовала это проводящее металлическое покрытие, нанесенное на внутреннюю сторону внешнего слоя стекла. . Другие производители стекол используют сетку из микротонких проводов для отвода тепла, особенно на более поздних европейских фургонах Ford Transit. Эти системы чаще всего используются европейскими автопроизводителями, такими как Jaguar и Porsche .
Использование термостекла препятствует корректной работе некоторых навигационных систем , поскольку встроенный металл блокирует спутниковый сигнал. Радиочастотный сигнал имеет тенденцию течь вдоль металлических проводов или слоев, поэтому может пройти очень небольшое излучение. Эту проблему можно решить, используя внешнюю антенну. С мобильными телефонами также могут возникнуть проблемы; Термическое стекло обычно пропускает только 0,001 (1 ‰ или один на тысячу) сигнала, тогда как бетонная стена с арматурой пропускает до 0,100 (10% или 100 ‰) сигнала.
Термин «лобовое стекло» обычно используется по всей Северной Америке. Термин «лобовое стекло» является обычным термином на Британских островах и в Австралазии для всех транспортных средств. В США ветровым стеклом называют сетку или пенопласт, надеваемый на микрофон для минимизации шума ветра , а под ветровым стеклом понимают переднее стекло автомобиля. В Великобритании эти термины противоположны, хотя обычно пенопластовый экран называют экраном микрофона, а не ветровым стеклом.
Спортивные или гоночные автомобили иногда имели аэродинамические экраны , которые представляли собой небольшие полукруглые или прямоугольные лобовые стекла. Их часто устанавливали парами за складным плоским лобовым стеклом. [6] Аэроэкраны обычно имеют высоту менее 20 см (8 дюймов). Их называют аэроэкранами, потому что они лишь отражают ветер. [ нужна цитата ] [ сомнительно ] Установка с двумя аэродинамическими экранами (часто называемая Brooklands ) была популярна среди старых спортивных и современных автомобилей в винтажном стиле.
Лобовое стекло без стеклоочистителей — это ветровое стекло, в котором для удаления снега и дождя с ветрового стекла используется механизм, отличный от дворников . Концепт-кар Acura TL оснащен лобовым стеклом без стеклоочистителей, в котором используется ряд форсунок в капоте , которые нагнетают сжатый воздух на лобовое стекло. Кроме того, несколько производителей стекла с разной степенью успеха экспериментировали с нанопокрытиями, предназначенными для отражения внешних загрязнений, но на сегодняшний день ни одно из них не достигло коммерческого применения.
Сертификация лобового стекла необходима для обеспечения безопасности. В разных округах установлены разные правила, которые все производители ветровых стекол должны соблюдать в соответствии с Законами об автотранспортных средствах. Некоторые из наиболее известных сертификатов — это стандарты DOT США, ECE ЕС, CCC Китая, SABS Южной Африки и стандарты BIS Индии. Эта сертификация гарантирует безопасность, надежность и качество продукции в соответствии с требованиями законодательства.
По данным Национальной ассоциации ремонта лобовых стекол США, многие виды повреждений камнями можно успешно устранить. Возможность ремонта лобового стекла всегда зависит от четырех факторов: размера, типа, глубины и местоположения повреждения. [7]
Ремонт трещин размером до 6,1 см (2,4 дюйма) находится в пределах допустимого; Автомобильные стекла с более серьезными повреждениями требуют замены. Однако это зависит от местных законов. Если трещина доходит до края панели, это может поставить под угрозу структурную целостность лобового стекла. Лобовые стекла самолетов спроектированы таким образом, что даже если трещина распространится по всей панели, структурная целостность сохраняется с помощью нескольких отказоустойчивых методов как в раме, так и в стеклянных слоях. Жертвенный внешний слой, который трескается, а не расстекловывается, является первым средством защиты.
Круглые яблони, линейные трещины, сколы, вмятины, ямки и звездообразные трещины можно отремонтировать, не снимая стекло, что исключает риск протечек или проблем со склеиванием, иногда связанных с заменой.
Некоторые повреждения очень трудно исправить или не подлежат ремонту:
При ремонте треснувшего лобового стекла воздух удаляется из поврежденного участка лобового стекла с помощью специального вакуумного насоса. Затем с помощью впрыскивающего насоса впрыскивается прозрачная клейкая смола, чтобы заменить воздух в трещине лобового стекла. Затем смолу отверждают ультрафиолетом. При правильном выполнении прочность поврежденного участка восстанавливается, как и прозрачность на 90–95%.
Лобовые стекла, которые не подлежат ремонту, подлежат замене. Замена лобового стекла обычно занимает не более часа. Чтобы гарантировать безопасность вождения автомобиля, были установлены временные значения, называемые временем безопасного отъезда . Замененные ветровые стекла должны достаточно затвердеть или склеиться, чтобы они смогли выдержать силу удара. Поэтому важно знать минимальное время, необходимое для отверждения клея для склеивания стекла. Это безопасное время отъезда (SDAT) или минимальное время отъезда (MDAT) относится к времени, необходимому для того, чтобы установка или замена лобового стекла снова не считались безопасными для вождения. [8] Критерии указаны в Федеральных стандартах безопасности транспортных средств США 212/208 (см. FMVSS ) для обеспечения надежности клеевых систем. Обычно SDAT проверяется с помощью краш-тестов , а также с помощью методов высокоскоростных лабораторных испытаний.
Потребители могут не знать, что время MDAT или SDAT ориентировано на безопасность, а не на качество, долговечность или гарантию установки. Необходимо соблюдать осторожность и не управлять автомобилем до проведения SDAT/MDAT.
Подушки безопасности срабатывают на скорости до 320 км/ч (200 миль в час; 89 м/с) и в некоторых случаях оказывают на лобовое стекло огромную силу. Пассажиры могут воздействовать на подушку безопасности уже через 50 мс после первого срабатывания. [9] В зависимости от конструкции автомобиля, срабатывание подушки безопасности и/или удар пассажира о подушку безопасности может привести к увеличению силы воздействия на лобовое стекло, причем в некоторых случаях значительно. Усилия пассажиров на подушках безопасности (и, следовательно, потенциальные силы на лобовом стекле) меньше для пассажиров, пристегнутых ремнями безопасности. [10] Как следствие, поставщики клея обычно информируют своих клиентов о достигнутом уровне безопасности:
1) Пример: безопасность, превышающая FMVSS 212/208, с ремнями.
2) Пример: безопасность без ремня превышает FMVSS 212/208 [11]
С появлением быстроотверждаемых клеев мобильная замена лобового стекла стала более распространенной. Часто в мобильных установках невозможно контролировать температуру и влажность. Для большинства распространенных клеев для стекла идеальной средой является температура 21 °C (70 °F) и влажность 50% . Отклонения от идеальной среды отверждения могут увеличить время, необходимое для формирования достаточно безопасного соединения. Из-за особенностей и трудностей, связанных с мобильной заменой лобового стекла, многие производители автомобилей не рекомендуют этот метод установки.
Вывоз отходов многослойного стекла на свалку в большинстве европейских стран больше не разрешен, поскольку вступила в силу Директива по транспортным средствам с истекшим сроком эксплуатации (ELV). В исследовании [12] , проведенном Университетом Суррея и компанией Pilkington Glass, предлагается помещать отходы многослойного стекла в сепарирующее устройство, такое как прокатный стан, где стекло фрагментируется, а более крупный стеклобой механически отделяется от внутренней пленки. Затем под воздействием тепла ламинирующий пластик плавится, обычно поливинилбутираль «ПВБ», что позволяет переработать как стекло, так и внутреннюю пленку. Процесс переработки ПВБ представляет собой простую процедуру его плавления и изменения формы. Один из возможных методов переработки простых автомобильных ламинированных ветровых стекол может включать нагрев ветрового стекла до температуры, превышающей точку плавления промежуточного слоя ПВБ, а затем отделение слоев стекла. Это зависит главным образом от разницы температур плавления ПВБ и стекла и не подходит для других промежуточных материалов, таких как материалы на основе силикона.
