Сергей Песков - История стекла. От стеклянного оружия до стекол иллюминаторов космических кораблей

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.

Для повышения защитных свойств автомобильного стекла применяют многослойные стекла (триплекс) с промежуточным слоем из специальной пластмассы, которая выполняет роль связующего между слоями стекла и исключает отделение одного слоя от другого. Теперь даже при разрушении всего пакета не происходит образования длинных открытых кромок стекла, которые наиболее опасны, а вместо них образуется множество мелких крошек стекла приклеенных к пленке. При этом проем окна остается закрытым самой пленкой триплекса, которая удерживает пассажира от выпадения из салона.

Необходимо отметить важное свойство триплекса, которое заключается в том, что при ударе трещины образуются преимущественно в зоне удара и сохраняется видимость на других участках стекла. Этим триплекс отличается от закаленного стекла, которое почти в два раза прочнее обычного стекла, но при разрушении теряет видимость по всей площади и делает невозможным дальнейшее управление автомобилем, который еще продолжает двигаться.

Необходимо отметить также влияние стекол на жесткость и прочность кузова. Проведенные ранее исследования показали, что, несмотря на низкую прочность самого стекла, его влияние достаточно заметно и заключается в том, что установка стекол в кузов легкового автомобиля уменьшает его деформации на 20–25 % при использовании резинового уплотнителя и на 35–45 % – при установке на клей (при действии эксплуатационных, а не аварийных нагрузок). При этом степень влияния возрастает с уменьшением класса автомобиля. В настоящее время выпускаются следующие типы автостекол.

Однослойные стеклапроходят термическую обработку – закалку (постепенный нагрев и быстрое охлаждение), поэтому их называют закаленными (сталинит). Термообработка стекла обеспечивает его разрушение (например, в случае аварии) на небольшие осколки с неострыми краями. Закаленные стекла обладают повышенной механической прочностью, и в официальных документах их называют упрочненными. В этих стеклах в процессе эксплуатации могут образовываться микротрещины под действием высоких нагрузок или резких ударов. Со временем это может привести (довольно редко) к неожиданному разрушению («взрыву») стекла.

Для повышения защитных свойств автомобильного стекла применяют многослойные стекла

Резкий перепад температур в процессе закалки вызывает появление зон концентрации механических напряжений в стекле. Даже несильный удар по этим областям, если они расположены по торцам, может привести к полному разрушению сталинита. На современных автомобилях такие стекла используются в дверях, заднем проеме и т. д., но не изготавливаются в качестве лобовых стекол.

Многослойные стекла (триплекс)состоят из нескольких слоев и склеивающих их прозрачных полимеров. На автомобилях применяют трехслойные изделия: два стекла и слой полимера. При разрушении осколки удерживаются связующей пленкой, предотвращая ранения.

Разбитое многослойное автостекло может сохранить обзорность, достаточную для движения к месту стоянки или ремонта. Оно устойчиво к образованию сквозных отверстий и предохраняет людей, находящихся в салоне, от предметов, летящих из-под колес впереди идущего транспорта. Стандартами предусмотрена обязательная установка триплекса в качестве ветрового в переднее окно автомобиля. Вклеенный триплекс в случае аварии предотвращает выпадение пассажиров, не пристегнутых ремнями, из салона. Для повышения безопасности и снижения уровня шума на дорогих моделях автомобилей триплекс применяется также для дверей, заднего проема кузова и т. д.

Тонированные стекла в автомобиле используется для улучшения внешнего вида автомобиля. Кроме того, тонировка снижает прохождение видимой части солнечного спектра, делая трудно различимыми людей, находящихся в салоне, и его содержимое (например, забытую сумку). Однако одновременно оно ухудшает видимость и контрастность окружающей обстановки. Этот эффект наиболее отрицательно проявляется в сумерках, когда водитель еще не осознает, что хуже различает дорогу, предметы, и не принимает соответствующих мер (не снижает скорость и т. д.). Кроме того, тонирование задерживает несколько большую часть (на 3–4 %) ультрафиолетового излучения солнца (нетонированные «останавливают» 90–95 % ультрафиолета), предотвращая его воздействие на водителя и пассажиров, а также выгорание обивки салона, окрашенной натуральными красителями.

Тонирование может задерживать (в зависимости от химического состава красителей) инфракрасное излучение солнца, предотвращая нагревание салона и выгорание его элементов, окрашенных синтетическими красителями, а также сильнее нагревается солнцем. Поэтому зимой (в солнечный день) тонированные стекла меньше подвержены замерзанию и запотеванию.

Трехслойное остекление может иметь цветную соединительную пленку. Стойкость к появлению царапин при таком виде тонирования довольно высокая, такая же, как и у нетонированных стекол. Обычно светопропускание таких стекол составляет 95 %.

Тонированные напылением стекла обладают невысокой устойчивостью к появлению царапин, но этот вид тонировки позволяет изготовить остекление, не пропускающее инфракрасные и ультрафиолетовые лучи и практически не ухудшающие видимость.