JPH01204895A - 透明視認装置とその変形を減少させる方法 - Google Patents

透明視認装置とその変形を減少させる方法

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JPH01204895A
JPH01204895A JP63328779A JP32877988A JPH01204895A JP H01204895 A JPH01204895 A JP H01204895A JP 63328779 A JP63328779 A JP 63328779A JP 32877988 A JP32877988 A JP 32877988A JP H01204895 A JPH01204895 A JP H01204895A
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William E Heidish
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Joseph T Mueller
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は飛行機の窓に係り、特に加圧された空気ギャッ
プによって内側層から離隔された外側層を有した、飛行
機の風防ガラスに関する。
発明が  しようとする問題、 飛行機はより高い高度にまで飛行するので、飛行機のキ
ャビン内の空気は加圧される。結果として、飛行機の窓
は周期的な負荷を受け、その度に、飛行機の内圧は高度
に応じて変化する。このように窓のポリカーボネート層
に周期的な負荷がかかると、早1I11疲労破壊に至る
ことがある。さらに、内圧は飛行機の窓の外側のポリカ
ーボネートあるいはポリカーボネートの薄層を外側へ変
形させ、その表面形状を変化させる。この影響は、表面
形状の変化が飛行機のレーダー検知回避能力を減少させ
る空車の飛行機において特に重要である。さらに、外側
のポリカーボネート表面は摩耗と環境上の劣化を受ける
。
これらの有害な影響を回避し、しかも飛行機の風防ガラ
スにおいて典型的な衝撃に耐えることのできる、構造的
に健全な透明体を提供する飛行機の窓、特に飛行機の風
防ガラスを有することは有益である。
11欣韮 ベイヤーによる米国特許第4.299.639号は、2
あるいはそれ以上の平行なガラス板と、1!!iあるい
はそれ以上の層の透明な人ニブラスチック材料の層とか
らなる層状組立体を教示している。前記ガラス板は最初
はある空1mだけ離隔されていて、この空間の中へは液
体状で注入されたプラスチック材料でほぼ満たされてい
る。
メトリンによる米国特許筒4.333,282号は、外
側に安全プレートガラス層を有した多層外部と、ポリカ
ーボン層でできた内部とからなる、多層の防弾窓を教示
している。前記内外部はある空間だけ離隔されており、
そこには約2.5psi(0,175LF/cs+2)
の圧力の乾燥した窒素ガスが充填されている。この空間
は前記部分と層との膨張差及び収縮差を許して窓にf1
伽を与えないために必要である。
リッチフィールド他による米国特許筒4.525.96
6号は、窓枠の中で離隔したガラス板を含む窓装置の構
造を教示している。この窓の構造はガラス層と枠との間
に挿入されたガラス玉を含み、これは、ガラス層を破壊
することによる以外は、ガラス玉の離脱を防ぐようにな
っている。
問題点を解決するた の手段 本発明は、内側のプラスチック層から離隔した外側のガ
ラス層を有した飛行機の窓を提供する。
前記ガラス層とプラスチック層との間のギャップにおけ
る気体は、飛行機のキャビン内の圧力に、あるいはその
近くに加圧され、1つの特定の実施例においては、飛行
機のキャビンの圧力よりも約1psi  (0,07N
SF/cm2)低い圧力に加圧されている。前記窓は、
加圧による窓の外側への変形量を減少させることによっ
て飛行機の全体的な特性を改良するが、その理由は、固
有的に固いガラス層が、同一の圧力条件においては、プ
ラスチック層よりも少なく外側へ変形するからである。
さらに、内側の層の各々の主たる面にかかる圧力は楊め
て同一に近いので、疲労を加速させるような周期的な負
荷を受けないであろう。
本発明の特定の実施例においては、前記窓は飛行機の風
防ガラスである。前記外側の層は化学的に焼戻しされた
ガラスであり、前記内側の層はシリコンの中間層と一緒
に積層された複数個のポリカーボネート層である。風防
ガラスの外面は、飛行機の機体に接地された透明な導電
塗装を有している。さらに、ギャップを形成しているガ
ラスと層との表面は反射防止塗装を有し、風防ガラスの
設計による二重像の影響をなくしている。
実施例 第1図は本発明を適用される飛行機窓組立体10の断面
図である。前記組立体10は飛行機のキャノピ−を形成
するために、平坦であっても、わずかに曲っていても、
あるいは極端に曲っていてもよいことがわかるはずであ
る。外側のガラス層12は、内側の1114から、密封
スペースあるいはギャップ16だけ離隔されている。第
1図に示した特別な実施例においては、11114はポ
リカーボネート層であるが、それはまた、例えば、ポリ
カーボネートの単層、あるいは他の透明な単層あるいは
多層のプラスチック組立体であってもよいことがわかる
はずである。前記ギャップ16はガラス層12と111
14との間に熱バリヤを提供し、外側のガラス層が後述
するような、加圧された飛行機のキャビン(図示せず)
の内圧負荷を支えるようにすることができる。ガラス層
12の両側には、その外周エッヂ22の周りで、熱伝達
率の高い構造物的な接着剤によって、取付はストラップ
18.20が固定され、ガラスのエッチに沿って圧力負
荷を均等に分配し、かつエッヂ22に沿って曲げモーメ
ントを生じさせないような剛的な支持体が提供される。
もし望みならば、ガラス!!!12の外部外周は、外側
のストラップ18及び接着剤の厚さに等しい深さにして
もよく、従って、組立体10が組立てられると、面の揃
った外面が得られるであろう。ストラップ18と20と
の間に位置する取付はブロック24が窓組立体10のエ
ッチ26にまで延在し、緩衝ブロック28がガラス12
の外周エッヂ22と取付はブロック24との因のスペー
スに充填されている。組立体10の外周の周りには、ガ
ラスI!!112と取付はブロック24との外側組立体
と、ポリカーボネートの1114との間にはシリコンゴ
ムのシール30が位置し、前記ギャップ16を密封し、
1114に対するあらゆる表面illを防いでいる。ボ
ルト32(第1図に1個だけ示しである)が取付はブロ
ック24と、シール30と、ポリカーボネート1114
におけるスペーサ34とを貫通し、組立体10を飛行機
に固定するために飛行機の機体(図示せず)の中へ延在
している。組立体10の外周エッヂ26の周りには、層
がはがれるのを防ぐために、エッヂシール36を設けて
もよい。
もし望みならば、ガラス層12の外面40に透明な導電
塗装38を施してもよく、母線バー42を介して飛行機
の機体(図示せず)のようなグランド(図示せず)に連
結して、組立体10上に蓄積された静電気を集め、また
(あるいは)飛行機のためのエコー面積を減少させるこ
とができる。
さらに、風防ガラス組立体10の設計による二重像の影
響度に応じて、ギャツ゛プ16を形成している組立体1
0の内面44と46に反射防止塗装を施してもよい。ポ
リカーボネート層14の内面48には、その有効寿命を
増大させるために、摩耗防止塗装が施されている。
後述するように、飛行機の全体的な形状をよりよく維持
するために、空気ブラダ−装置50が加圧気体をギャッ
プ16の中へ送り込む。この加圧気体は、ギャップ16
の中へ排気されるキャビンの空気であっても、あるいは
前記装置50の分離的なリザーバ52からの気体、例え
ば窒素ガスであってもよい。窒素ガスは内部の加温され
たキャビン空気よりも汚染物と湿分とが少ないので、窒
素ガスの方がキャビン空気よりも好ましい。
本発明における制限事項ではないが、第1図に示した特
定の実施例においては、前記装置50のリザーバ52は
層14の中を貫通した導管54を介してギャップ16に
連結されている。例えば、圧力計のようなセンサー56
がキャビンの圧力を検知し、制御装置58が飛行機のキ
ャビン圧力に応じてギャップ16内の圧力を望ましい値
に維持する。加圧空気をギャップ16へ通すために、導
管54はシール30の中を延在していてもよいことがわ
かるであろう。ギャップ16が飛行機のキャビンから排
気された空気で加圧されているような本発明の実施例に
おいては、導管54は飛行機のキャビンとギャップ16
とを相互連結しているベント管として作用してもよい。
本発明の特定の実施例においては、ガラス層12は、化
学的に焼戻しされた0、18フインチ(0,47a)厚
さの単一ガラス層であって、0.18フインチ(0,4
7CIl)のギャップ16だけポリカーボネート)11
14から離隔されていた。
層14は内側の0.52インチ(1,32cm)厚さと
、外側の0.25インチ(0,64α)厚さの、飛行機
板のポリカーボネート層で南って、それらの間には0.
06インチ(0,153)厚さのウレタン層が設けられ
ている。ガラス層の面40における導電塗装38は、ア
ンチモンのm酸化物で塗装されたインジウムの錫酸化物
の膜であって、表面抵抗は1平方インチあたり約15オ
ーム(1平方1あたり約2.33オーム)かそれ以下で
あった。ストラップ18.20は、銀含有のエポキシの
ような導電性のある構造接着剤によって、ガラスW11
2に固定された0、02インチ(0,051)厚さの高
温ガラス繊維であった。
取付はブロック24は高温ガラスlINで、緩衝ブロッ
ク28は1m性のあるシリコンゴムであった。
前記ブロック28は前記塗装38を飛行機の機体(図示
せず)に接地させるために、母線バー42からの媒体で
できていた。薄層面48上の摩耗防止塗装は紫外線硬化
ウレタンであった。
本発明において提供されたガラス層と空気ギャップとポ
リカーボネート層との組立体10は、ギャップなしの風
防ガラスの設計よりも優れた幾つかの設計上の長所を有
している。空気ギャップ16は同じ厚さのシリコン中間
層よりも優れた熱障壁である。組立体10はまた、その
外側ガラス層12が飛行機の内圧負荷に耐えられるよう
になっている。制御装置58は飛行機のキャビン内の空
気圧力を検知し、ギャップ16内の空気圧力をキャビン
圧力に等しく、あるいはそれに近い値に維持する。結果
として、ポリカーボネート層14は最少の圧力負何を受
け、ポリカーボネート層14よりもむしろ外側のガラス
層12が内圧に耐えるようになっている。ガラス層12
は、外側ガラス層の方が内側の層よりも固有的に固く、
飛行機の表面形状を保つので、内側の層14よりも変形
しないであろう。加圧された空気ギャップ16もまた、
その圧力が層の両側における圧力とほぼ同じであるので
、内側のポリカーボネート層14の外側への変形を減少
させ、周期的な疲労をなくすことによってその寿命を延
ばすことになる。空気ギャップ16が飛行機のキャビン
からの直接の排気で満たされている場合には、ギャップ
16内の圧力はキャビン内の圧力と同じになるであろう
。本発明における限定事項ではないが、ギャップ16内
の気体がキャビンの空気以外のもの、例えば窒素である
場合には、ギャップ16内の気体は、好ましくは、内部
のキャビンの圧力よりも約1DSi  (0,07Kg
/as2)低くなるように加圧され、ギャップ16から
飛行機キャビン内へ開演するのを防いでいる。結果とし
て、ポリカーボネート層14は1 psi  (0,0
789/as2) Lか負荷を受けず、その結果、変形
は最少であり、周期的な疲労現染は大きく減少するであ
ろう。層14の両側の差圧はより大きいことがわかるは
ずである。
その結果、114にはより大きな周期的な負荷がかかる
が、ガラス層12は外側へ変形することがほとんどない
であろう。
さらに、もし外側ガラス層12にII(IIが生じて、
ポリカーボネート層14には何も生じなかった時には、
外側ガラス層12は比較的簡単に取外すことができ、新
しいガラス層12と交換することができるので、維持費
は低減させることができる。
また、本発明の空気ギャップの設計においても、外側の
ガラス層12はそれがポリカーボネート層14に対して
積層されていないので、組立体10から層がはがれるこ
とが少なくなっている。熱照射されている間に、2つの
異種材料、即ち、ガラスとポリカーボネートとの膨張の
差によって生じる?]Ii応力の蓄積もなくなり、組立
体10にかかる応力も少なくなるであろう。
第2図は第1図に示した設計の変形例を示している。組
立体60は、単一層12に対して、積層状のガラスの外
側シェル62を組込んでいる。特定の実施例においては
、1層8インチ(0,32α)厚さの化学的に焼戻しさ
れた2つのガラス層64.66が、0.06インチ(0
,151)厚さの高温シリコンの中間層68とともに積
層されている。内側ガラス層66の両側にはストラップ
70.72が、また外側層64の内面76にはストラッ
プ74が、高温構造物接着剤で固定されている。エッチ
取付部分におけるシェル62の厚さを一定にするために
、ストラップ72と74との合計厚さは、中間層68の
厚さより薄いか、あるいはそれに等しいことが必要であ
る。もしストラップの厚さが薄いと、ストラップ72と
74との間に付加的なストラップあるいは他の充填材を
必要なだけ付加してもよい。付加的なストラップ〈図示
せず)は、外側ガラスJi164の外面78に固定して
もよい。この積層シェル62は、0.06インチ(0,
15α)の空気ギャップ80によって分離され、前述し
たのと同じ方法で加圧される。組立体60の外周の周り
にはシリコンゴムのシール82が位置し、ギャップ80
を密封し、層14に対する表面損傷を防いでいる。シー
ル82とストラップ70との合計厚さは、望みの分離ギ
ャップ80の厚さに等しくなければならない。
第1図及び第2図に示した実施例におけるガラス層(単
層あるいは2層)とギャップとの合計寸法は、飛行機の
透明度に係るエッチ厚さの仕様を維持するために、0.
3フインチ(0,943)に維持されているが、もし許
されるならば、ギャップ68は拡大させてもよい。
2つの実施例を比較すると、各々が特別の長所を有して
いることがわかる。第1図に示した実施例における大き
い方の空気ギャップ16は、1l114に対してより大
きな絶縁効果を与える。さらに、1枚の薄いシリコン中
vAWを使用することによって、ぼやけの度合は減少し
、反射防止塗装(もし必要ならば)の効率に応じて、光
の伝達量が増加するはずである。シリコン層68の費用
も節約される。さらに、外側層12に対して単一のガラ
ス層を用いることによって、もしガラスが、例えば、衝
撃によって壊れても、ガラスの破片は組立体1Oからな
くなり、障害のない眺めを得ることができる。もし外側
のガラス層が壊れると、内側の層14はキャビンの圧力
から生じる負荷に耐えなければならないことがわかる。
第2図に示したような積層状のガラスの外側シェル62
を使用することの利点は、たとえシェル62の外側のガ
ラス面に検知できない傷がついたとしても、あるいは小
さな外部物質による傷が外側の層64にひびを入れさせ
たとしても、飛行機のパイロットは、内側のガラス層6
6がフェイルセーフ的に防護し、従って信頼性を改善し
ているので、飛行を継続させることができる。さらに内
側のガラス層が構造的に健全である限り、シェル62は
依然としてギャップ80を介して加圧負荷に耐えること
ができる。
単一のガラス層12に対して積層されたガラスシェル6
2を有していることの欠点は、シェル62のIliした
外側のガラス層が組立体60とともに残留し、その視認
性を妨害するかもしれないという点にある。さらに、窓
組立体の重さは、単一層12の方が多層シェル62より
軽いので、ガラス層の厚さに応じて増加するであろう。
fifflの増加は、前述した2つの風防ガラスの実施
例を比較すると、風防ガラス1平方フイートあたり約0
.37ボンド(0,889/32)であると予測される
。さらに、211ガラス及び中間層が必要なので費用も
増加するであろう。
本明細書に図示、記述された発明の形態はその好的実施
例を例示的に示したものである。添付した特許請求の範
囲に画定されているものを除いて、本発明の精神から逸
脱しない限りにおいて、各種の変更が可能であることが
理解される。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の新規な特徴を有した飛行機の窓の部
分語面図、第2図は本発明の他の実施例を示す、第1図
と同様な図である。 図において、 12・・・外層 14・・・内層 16・・・ギャップ 3o・・・シール 38・・・導電塗装 52・・・送給装置 54・・・ベント管 56・・・圧力計 である。

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)閉鎖され、加圧された乗物のための透明視認装置
    において、 (イ)所定の変形値を有した外層と、 (ロ)前記外層の変形値よりも小さい所定の変形値を有
    した内層と、 (ハ)前記層の間で密封されたスペースを提供するため
    に、前記層を離隔させるための装置 と、 (ニ)前記密封されたスペース内の気体圧力を前記乗物
    の圧力にほぼ等しく維持するための 装置 とを含むことを特徴とする透明視認装置。
  2. (2)請求項1記載の装置において、前記維持装置は、
    前記密封されたスペースを前記加圧された乗物に相互連
    結するベント管からなる透明視認装置。
  3. (3)請求項2記載の装置において、前記気体はキャビ
    ンの空気である透明視認装置。
  4. (4)請求項1記載の装置において、さらに、前記乗物
    内の圧力を検知する装置と、加圧された気体を前記密封
    されたスペースの中へ送給する装置と、前記検知装置に
    応答して、前記送給装置を作動させ、前記密封されたス
    ペース内の気体の圧力を、前記検知された乗物の圧力に
    ほぼ等しい圧力に維持するための装置とを含む透明視認
    装置。
  5. (5)請求項4記載の装置において、前記視認装置は飛
    行機の窓であり、前記乗物は加圧された飛行機のキャビ
    ンである透明視認装置。
  6. (6)請求項5記載の装置において、前記検知装置は前
    記飛行機内の圧力計からなり、前記送給装置は加圧気体
    のリザーバと、前記リザーバを前記密封されたスペース
    とを相互連結する装置とからなり、前記応答装置は、前
    記飛行機のキャビン内の空気圧力に応じて、前記リザー
    バから前記密封されたスペースへ送られる気体の圧力を
    制御する制御装置からなる透明視認装置。
  7. (7)請求項6記載の装置において、前記気体は窒素で
    ある透明視認装置。
  8. (8)請求項6記載の装置において、前記外層はガラス
    の層である透明視認装置。
  9. (9)請求項6記載の装置において、前記外層は化学的
    に焼戻しされたガラスの層である透明視認装置。
  10. (10)請求項9記載の装置において、前記内層はポリ
    カーボネートの層である透明視認装置。
  11. (11)請求項5記載の装置において、前記視認装置は
    飛行機の風防ガラスである透明視認装置。
  12. (12)請求項6記載の装置において、前記応答装置は
    前記密封されたスペース内の気体圧力を、前記飛行機の
    キャビン内の圧力よりも約1psi(0.07kg/c
    m^2)だけ低い圧力に維持する透明視認装置。
  13. (13)請求項6記載の装置において、さらに前記ギャ
    ップを形成している前記ガラス層とポリカーボネート層
    との少なくとも1つの主たる表面上における反射防止塗
    装を含む透明視認装置。
  14. (14)請求項6記載の装置において、さらに、前記ガ
    ラス層の外側の露出された主たる表面上における透明な
    導電塗装と、前記系統を電気的に接地するための装置と
    を含む透明視認装置。
  15. (15)飛行機のキャビンの加圧による飛行機の形状の
    変化と、そこに取付けられた飛行機の窓の変形とを減少
    させる方法において、飛行機の窓に所定の変形値を有し
    た外層と、前記外層の変形値よりも小さい所定の変形値
    を有し、前記外層との間に密封されたスペースを提供す
    るために、前記外層とは離隔した内膜を設けることと、
    前記密封されたスペース内の気体をほぼ前記加圧された
    キャビンの圧力に維持することとを含むことを特徴とす
    る変形減少方法。
  16. (16)請求項15記載の方法において、さらに、前記
    飛行機内の圧力を検知することと、加圧された気体を前
    記密封されたスペースの中へ送給することと、前記密封
    されたスペース内の気体の圧力が前記飛行機内の前記検
    知された圧力にほぼ等しくなるまで、前記送給工程を連
    続させることとを含む変形減少方法。
  17. (17)請求項16記載の方法において、前記維持工程
    は前記密封されたスペース内の前記気体の圧力を、検知
    された飛行機の圧力よりも約1psi(0.07kg/
    cm^2)小さい圧力に維持することを含む変形減少方
    法。
  18. (18)請求項15記載の方法において、さらに前記密
    封されたスペースと前記飛行機のキャビンとの間の気体
    圧力を平衡させるために、前記スペースを前記キャビン
    へ排気することを含む変形減少方法。
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