2021年6月,，某航空公司一架波音737客機(jī)在萬米高空突遇駕駛艙左前風(fēng)擋外層玻璃破裂,。在公司和機(jī)組的共同決策下,，航班在臨近機(jī)場安全降落。該公司發(fā)布聲明稱,，本次發(fā)生破裂的為外層玻璃,。外層玻璃不是結(jié)構(gòu)層,，不承受結(jié)構(gòu)力,，只提供剛度、硬度,，以防劃傷,、鳥擊和外來物損傷。經(jīng)檢測,，該飛機(jī)風(fēng)擋承受結(jié)構(gòu)力的中間層和內(nèi)層均完好,。
一時(shí)間，飛機(jī)風(fēng)擋的安全性再次成為大家關(guān)注的話題,。飛機(jī)的玻璃窗戶到底結(jié)不結(jié)實(shí),？如果風(fēng)擋玻璃破裂，飛機(jī)還能安全飛行嗎,？
飛機(jī)“眼睛”的由來
如果將飛機(jī)比作人的話,，那么駕駛艙風(fēng)擋這一航空結(jié)構(gòu)透明件就是飛機(jī)的“眼睛”。飛機(jī)風(fēng)擋的制造歷史,，其實(shí)也是一部飛機(jī)的發(fā)展史,。
早期的飛機(jī)壓根兒就沒有風(fēng)擋，飛行員只需戴一副風(fēng)鏡,。20世紀(jì)20年代,，制造商生產(chǎn)出了帶風(fēng)擋的飛機(jī)，一開始使用的材料還是普通玻璃,，后來隨著飛行速度的加快，風(fēng)擋材料變成了復(fù)合玻璃,。直到20世紀(jì)50年代,，有機(jī)玻璃或鋼化玻璃的多層復(fù)合結(jié)構(gòu)風(fēng)擋才出現(xiàn)。
第二次世界大戰(zhàn)后,，飛機(jī)開始變成增壓飛行,。飛機(jī)風(fēng)擋逐漸往一體化、集成化與輕薄化的方向發(fā)展,，實(shí)現(xiàn)了光學(xué)性能,、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與特殊功能的綜合優(yōu)化，為飛行員創(chuàng)造了更加安全,、舒適,、高效的駕駛環(huán)境。
早期飛機(jī)的風(fēng)擋使用的是平面玻璃,，多數(shù)采用非承載的結(jié)構(gòu)形式,，由主風(fēng)擋,、側(cè)窗和固定窗共6塊玻璃組成。風(fēng)擋僅承受自身的氣密載荷,，而不參與機(jī)身載荷的傳遞,，因此窗框比較笨重，氣動(dòng)阻力大,。到了20世紀(jì)末,，新一代飛機(jī)采用流線型機(jī)頭的雙曲風(fēng)擋設(shè)計(jì)，風(fēng)擋玻璃熱加工成曲面,，質(zhì)量高,、外形美觀，不僅減小了機(jī)頭阻力,，還減輕了機(jī)頭的重量,，符合空氣動(dòng)力學(xué)的原理。例如,，國產(chǎn)大飛機(jī)C919的駕駛艙就采用了4塊曲面承重風(fēng)擋的寬視窗設(shè)計(jì),，像一個(gè)全景天窗，為機(jī)組提供了非常開闊的視野,。
隨著科技的發(fā)展,，制造技術(shù)向高可靠性、低成本,、高效率方向發(fā)展,，材料技術(shù)更加追求多功能性、智能化與輕量化,。波音787飛機(jī)的4扇式風(fēng)擋與飛機(jī)外形渾然天成,，風(fēng)擋最外層采用化學(xué)鋼化玻璃以提高強(qiáng)度和耐磨性，內(nèi)層則選用定向有機(jī)玻璃,。二者的結(jié)合既減輕了整體重量,，又保證了足夠的安全性能。
飛機(jī)“眼睛”的功能
風(fēng)擋是飛機(jī)重要的功能部件,。作為機(jī)身的一部分,，它不僅要保持機(jī)頭的流線型外形，還具有保證結(jié)構(gòu)完整的功能,。這是現(xiàn)代民航客機(jī)風(fēng)擋像千層餅?zāi)菢佑卸鄬咏Y(jié)構(gòu)的原因,，也使得單層玻璃破裂難以影響飛機(jī)的飛行安全。例如,，空客A320飛機(jī)的風(fēng)擋重量約為35千克,，共有3層，總厚度為3厘米~4厘米,，最外層為熱鋼化玻璃,，中層和內(nèi)層為化學(xué)強(qiáng)化玻璃,。為避免飛行員受到尖銳碎片的傷害，風(fēng)擋的內(nèi)層玻璃必須采用非碎裂性材料,。各層玻璃通過聚氨酯層和PVB層粘連在一起,。
在正常情況下，駕駛艙風(fēng)擋可以承受5倍飛機(jī)最大內(nèi)外壓差載荷,。在一層結(jié)構(gòu)層（內(nèi)層或者中層）破裂后,，其仍然可以承受2倍飛機(jī)最大壓差載荷，是非常安全的,。另外,，風(fēng)擋還可以承受1.8公斤的鳥在最快飛行速度（約0.8倍音速）下的撞擊。
作為飛機(jī)的“眼睛”,，風(fēng)擋還須具備良好的光學(xué)性能,，哪怕是在特殊的氣象條件下，也能為飛行員提供清晰的視野,。由于飛機(jī)前風(fēng)擋是由多層玻璃復(fù)合而成的,，這就為其他功能的設(shè)計(jì)創(chuàng)造了空間。例如,，最外層玻璃的內(nèi)側(cè)安裝有透明的導(dǎo)電覆蓋膜用于除冰,，而內(nèi)層的玻璃之間有除霧層。
為確保飛機(jī)在大雨中安全落地,，早期的外層風(fēng)擋玻璃上還會(huì)涂抹防雨劑,，讓雨水在表面快速滑落。現(xiàn)在的外層風(fēng)擋玻璃則刷上了特殊的防雨材料,，令雨水不會(huì)沾在上面,。而且飛機(jī)在高速飛行的狀態(tài)下，風(fēng)擋玻璃邊緣產(chǎn)生渦流,，更容易帶走積冰或者雨水,。
飛機(jī)“眼睛”不會(huì)隨便失明
那么，什么會(huì)導(dǎo)致如此結(jié)實(shí)的飛機(jī)風(fēng)擋玻璃破裂呢,？從理論上講，起因大致可分為兩類：一是外物損傷,，如鳥擊,、冰擊、雷擊,；二是系統(tǒng)問題,，如風(fēng)擋玻璃有質(zhì)量問題，或是加熱系統(tǒng)發(fā)生故障導(dǎo)致玻璃過熱,，抑或是風(fēng)擋玻璃安裝有問題,。無論何種原因?qū)е缕屏?，都不該出現(xiàn)爆碎的情況，這是飛機(jī)設(shè)計(jì)的安全標(biāo)準(zhǔn),。
美國事故調(diào)查委員會(huì)曾做測試,，當(dāng)一架波音747飛機(jī)上出現(xiàn)一個(gè)約0.3平方米的洞時(shí)，坐在洞旁邊的人會(huì)被大約半噸的力向外拉扯,，直到100秒鐘后飛機(jī)內(nèi)外氣壓達(dá)到平衡,。
所以，安裝或更換飛機(jī)風(fēng)擋是一件非常慎重的事情,。一架空客A320飛機(jī)要更換風(fēng)擋,，程序包括拆裝螺絲、拆裝蓋板,、鏟除密封膠等,，需要4名機(jī)務(wù)人員花費(fèi)12個(gè)小時(shí)才能完成工作。
當(dāng)然,，即使發(fā)生風(fēng)擋玻璃破裂的情況,，受過嚴(yán)格訓(xùn)練的飛行員也有讓飛機(jī)平安落地的方法。飛行員可以用筆或者指甲來檢測內(nèi)層玻璃有沒有破損,。如果內(nèi)層玻璃沒有破損,，只是外層或者中層有裂紋，那么飛機(jī)暫時(shí)是安全的,，可以繼續(xù)飛行,。如果內(nèi)層玻璃破損，則應(yīng)該立即下降,，降低飛機(jī)內(nèi)外壓差,，避免情況進(jìn)一步惡化。不過,，大部分飛機(jī)都可以依靠自動(dòng)著陸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)落地,，因此旅客在乘坐飛機(jī)時(shí)，沒有必要對風(fēng)擋破裂杞人憂天,。