Ветровое стекло ( американский английский и канадский английский ) или ветровое стекло ( английский Содружество ) самолета , автомобиля , автобуса , мотоцикла , грузовика , поезда , лодки или трамвая — это переднее окно , которое обеспечивает видимость и защищает пассажиров от непогоды. Современные ветровые стекла обычно изготавливаются из ламинированного безопасного стекла , типа обработанного стекла, которое обычно состоит из двух изогнутых листов стекла с пластиковым слоем , ламинированным между ними для безопасности, и вклеенным в оконную раму.
Ветровые стекла мотоциклов часто изготавливаются из ударопрочного поликарбоната или акрилового пластика.
Ветровые стекла защищают пассажиров автомобиля от ветра и летящего мусора, такого как пыль, насекомые и камни, и обеспечивают аэродинамически сформированное окно спереди. УФ-покрытие может быть нанесено для экранирования вредного ультрафиолетового излучения. Однако это обычно не нужно, поскольку большинство автомобильных лобовых стекол изготавливаются из ламинированного безопасного стекла . Большая часть УФ-B поглощается самим стеклом, а любой оставшийся УФ-B вместе с большей частью УФ-A поглощается связующим слоем ПВБ. [1]
На мотоциклах их основная функция — защищать водителя от ветра, хотя и не так полно, как в автомобиле, тогда как на спортивных и гоночных мотоциклах их основная функция — снижение сопротивления, когда водитель принимает оптимальную аэродинамическую конфигурацию, согласуя свое тело с машиной, и не защищает водителя от ветра, когда он сидит прямо.
Ранние ветровые стекла изготавливались из обычного оконного стекла, но это могло привести к серьезным травмам в случае аварии. Серия аварий привела к разработке более прочных ветровых стекол. Наиболее ярким примером этого является дело Пэйна против Форда 1917 года, которое решило дело против Пэйна, поскольку он получил травмы только из-за безрассудного вождения . [ необходима цитата ] Их заменили ветровыми стеклами из закаленного стекла , которые устанавливались в раму с помощью резинового или неопренового уплотнителя . Закаленное стекло разбилось на множество в основном безвредных осколков, когда ветровое стекло разбилось. Однако эти ветровые стекла могли разбиться от простого попадания камня. Однако ламинирование стекла «триплекс» было доступно для ветровых стекол во Франции с 1911 года и в Великобритании с 1912 года; Начиная с 1913 года, его стали использовать в качестве аксессуара некоторые американские автопроизводители высокого класса, а с 1919 по 1929 год Генри Форд приказал использовать ламинированное стекло на всех своих автомобилях. [2]
Современные вклеенные лобовые стекла способствуют жесткости автомобиля, но исторически основной движущей силой инноваций была необходимость предотвращения травм от острых осколков стекла. Почти все страны теперь требуют, чтобы лобовые стекла оставались целыми, даже если они разбиты, за исключением случаев, когда они пробиты большой силой.
Уретановый герметик защищен от ультрафиолета при солнечном свете полосой темных точек, называемых фриттой, по краю лобового стекла. [3] Затемненный край переходит в прозрачное лобовое стекло с более мелкими точками, чтобы минимизировать термическое напряжение при производстве. Та же полоса затемненных точек часто расширяется вокруг зеркала заднего вида, чтобы действовать как солнцезащитный козырек. [4]
В дождливый день рефракция воды на лобовых стеклах самолета может ввести пилотов в заблуждение, заставляя их думать, 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 недолету над взлетно-посадочной полосой и стать угрозой безопасности. [5]
Во многих местах законы ограничивают использование сильно тонированных стекол в лобовых стеклах транспортных средств; как правило, законы определяют максимально допустимый уровень тонировки. Некоторые транспортные средства имеют заметно больше тонировки в верхней части лобового стекла, чтобы блокировать солнечные блики .
В лобовых стеклах самолетов электрический ток подается через проводящий слой оксида олова (IV) для генерации тепла , чтобы предотвратить обледенение . Похожая система для автомобильных лобовых стекол, представленная на автомобилях Ford как « Quickclear » в Европе («InstaClear» в Северной Америке) в 1980-х и в 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 проведения тепла, особенно на более поздних европейских фургонах Ford Transit. Эти системы чаще используются европейскими автопроизводителями, такими как Jaguar и Porsche .
Использование термостекла не позволяет некоторым навигационным системам работать правильно, так как встроенный металл блокирует спутниковый сигнал. Радиочастотный сигнал имеет тенденцию течь вдоль металлических проводов или слоев, поэтому может пройти очень мало излучения. Эту проблему можно решить с помощью внешней антенны. Мобильные телефоны также могут иметь проблемы; термостекло 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 «ветровое стекло» обычно используется в США и Канаде. Термин « ветровое стекло» является обычным термином на Британских островах и в Австралазии для всех транспортных средств. В США «ветровое стекло» относится к сетке или пене, размещенной над микрофоном для минимизации шума ветра , в то время как «ветровое стекло» относится к лобовому стеклу автомобиля. В Великобритании термины меняются местами, хотя обычно пенопластовый экран называют микрофонным щитком, а не «ветровым стеклом».
Спортивные или гоночные автомобили иногда имели аэродинамические экраны , которые представляли собой небольшие полукруглые или прямоугольные ветровые стекла. Они часто устанавливались парами за складным плоским ветровым стеклом. [6] Аэродинамические экраны обычно имеют высоту менее 20 см (8 дюймов). Они известны как аэродинамические экраны, потому что они только отклоняют ветер. [ необходима цитата ] [ сомнительно – обсудить ] Двойная аэродинамическая установка (часто называемая Brooklands ) была популярна среди старых спортивных и современных автомобилей в винтажном стиле.
Ветровое стекло без стеклоочистителя — это стекло, которое использует механизм, отличный от стеклоочистителей , для удаления снега и дождя с лобового стекла. Концепт-кар Acura TL оснащен бесстеклянным ветровым стеклом, использующим ряд струйных сопел в капоте для подачи сжатого воздуха на лобовое стекло. Кроме того, несколько производителей стекол экспериментировали с нанопокрытиями, предназначенными для отталкивания внешних загрязнений, с разной степенью успеха, но на сегодняшний день ни одно из них не нашло коммерческого применения.
Сертификация лобового стекла необходима для обеспечения безопасности. В разных округах установлены разные наборы правил, которые должны соблюдать все производители лобовых стекол в соответствии с Законами о транспортных средствах. Некоторые из самых известных сертификаций — это стандарты US DOT, EU ECE, Chinese CCC, South African SABS и Indian BIS. Эти сертификации гарантируют безопасность, надежность и качество продукта в соответствии с требованиями законодательства.
По данным Национальной ассоциации по ремонту лобовых стекол США, многие типы повреждений камнями могут быть успешно отремонтированы. Возможность ремонта лобового стекла всегда зависит от четырех факторов: размера, типа, глубины и местоположения повреждения. [7]
Ремонт трещин до 6,1 см (2,4 дюйма) находится в допустимых пределах; автомобильное стекло с более серьезными повреждениями необходимо заменить. Однако это зависит от местных законов. Если трещина доходит до края панели, то это ставит под угрозу структурную целостность лобового стекла. Авиационные лобовые стекла спроектированы таким образом, что даже если трещина распространится на всю панель, структурная целостность сохраняется с помощью нескольких отказоустойчивых методов как в раме, так и в слоях стекла. Жертвенный внешний слой, который трескается, а не расстекловывается, является первым отказоустойчивым.
Круглые неровности, линейные трещины, сколы, вмятины, ямки и звездообразные сколы можно отремонтировать, не снимая стекло, что исключает риск протечек или проблем со склеиванием, которые иногда возникают при замене.
Некоторые повреждения очень трудно отремонтировать или вообще невозможно отремонтировать:
При ремонте треснувшего лобового стекла воздух удаляется из поврежденной области на лобовом стекле с помощью специального вакуумного насоса. Затем с помощью насоса для впрыска впрыскивается прозрачная адгезивная смола для замены воздуха в трещине лобового стекла. Затем смола отверждается ультрафиолетовым светом. Если все сделано правильно, прочность поврежденной области восстанавливается, как и 90–95% прозрачности.
Ветровые стекла, которые не подлежат ремонту, должны быть заменены. Замена лобового стекла обычно занимает менее часа. Чтобы гарантировать безопасность вождения автомобиля, были установлены временные значения, называемые временем безопасного отъезда . Ветровые стекла, которые были заменены, должны достаточно затвердеть или склеиться, пока они не смогут выдерживать силы столкновения. Поэтому важно знать минимальное время, необходимое для отверждения клея для склеивания стекла. Это время безопасного отъезда (SDAT) или минимальное время отъезда (MDAT) относится ко времени, необходимому до тех пор, пока установка или замена стекла не будет считаться безопасной для повторного 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 обязательно на качество, долговечность или гарантию установки. Необходимо соблюдать осторожность и не управлять транспортным средством до SDAT/MDAT.
Подушки безопасности раскрываются на скорости до 320 км/ч (200 миль/ч; 89 м/с) и в некоторых случаях оказывают огромное усилие на лобовое стекло. Пассажиры могут ударить по подушке безопасности всего через 50 мс после первоначального раскрытия. [9] В зависимости от конструкции транспортного средства, раскрытие подушки безопасности и/или удар пассажира о подушку безопасности могут увеличить силы на лобовое стекло, в некоторых случаях значительно. Силы, действующие на подушки безопасности пассажиров, а следовательно, и потенциальные силы на лобовое стекло, ниже для пристегнутых пассажиров. [10] Как следствие, поставщики клея обычно информируют своих клиентов о достигнутом уровне безопасности:
1) Пример: Безопасность, превышающая FMVSS 212/208, с поясом
2) Пример: Безопасность, превышающая FMVSS 212/208 без ремня [11]
С появлением быстроотверждающихся клеев замена лобовых стекол на мобильных устройствах стала более распространенной. Часто температуру и влажность невозможно контролировать при установке на мобильных устройствах. 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 надежного соединения. Из-за переменных и трудностей, связанных с заменой лобовых стекол на мобильных устройствах, многие производители транспортных средств не рекомендуют этот метод установки.
Утилизация отходов ламинированного стекла на свалках больше не допускается в большинстве европейских стран, поскольку вступила в силу Директива о транспортных средствах с истекшим сроком эксплуатации (ELV). Исследование [12], проведенное Университетом Суррея и компанией Pilkington Glass, предлагает помещать отходы ламинированного стекла в разделительное устройство, например, прокатный стан, где стекло дробится, а более крупный стеклобой механически отделяется от внутренней пленки. Затем применение тепла расплавляет ламинирующий пластик, обычно поливинилбутираль «ПВБ», что позволяет перерабатывать 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 выше точки плавления промежуточного слоя ПВБ и последующее разделение 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.
