2021年6月，某航空公司一架波音737客機在萬(wàn)米高空突遇駕駛艙左前風(fēng)擋外層玻璃破裂。在公司和機組的共同決策下，航班在臨近機場(chǎng)安全降落。該公司發(fā)布聲明稱(chēng)，本次發(fā)生破裂的為外層玻璃。外層玻璃不是結構層，不承受結構力，只提供剛度、硬度，以防劃傷、鳥(niǎo)擊和外來(lái)物損傷。經(jīng)檢測，該飛機風(fēng)擋承受結構力的中間層和內層均完好。
一時(shí)間，飛機風(fēng)擋的安全性再次成為大家關(guān)注的話(huà)題。飛機的玻璃窗戶(hù)到底結不結實(shí)？如果風(fēng)擋玻璃破裂，飛機還能安全飛行嗎？
飛機“眼睛”的由來(lái)
如果將飛機比作人的話(huà)，那么駕駛艙風(fēng)擋這一航空結構透明件就是飛機的“眼睛”。飛機風(fēng)擋的制造歷史，其實(shí)也是一部飛機的發(fā)展史。
早期的飛機壓根兒就沒(méi)有風(fēng)擋，飛行員只需戴一副風(fēng)鏡。20世紀20年代，制造商生產(chǎn)出了帶風(fēng)擋的飛機，一開(kāi)始使用的材料還是普通玻璃，后來(lái)隨著(zhù)飛行速度的加快，風(fēng)擋材料變成了復合玻璃。直到20世紀50年代，有機玻璃或鋼化玻璃的多層復合結構風(fēng)擋才出現。
第二次世界大戰后，飛機開(kāi)始變成增壓飛行。飛機風(fēng)擋逐漸往一體化、集成化與輕薄化的方向發(fā)展，實(shí)現了光學(xué)性能、結構強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。
早期飛機的風(fēng)擋使用的是平面玻璃，多數采用非承載的結構形式，由主風(fēng)擋、側窗和固定窗共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世紀末，新一代飛機采用流線(xiàn)型機頭的雙曲風(fēng)擋設計，風(fēng)擋玻璃熱加工成曲面，質(zhì)量高、外形美觀(guān)，不僅減小了機頭阻力，還減輕了機頭的重量，符合空氣動(dòng)力學(xué)的原理。例如，國產(chǎn)大飛機C919的駕駛艙就采用了4塊曲面承重風(fēng)擋的寬視窗設計，像一個(gè)全景天窗，為機組提供了非常開(kāi)闊的視野。
隨著(zhù)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飛機的4扇式風(fēng)擋與飛機外形渾然天成，風(fēng)擋最外層采用化學(xué)鋼化玻璃以提高強度和耐磨性，內層則選用定向有機玻璃。二者的結合既減輕了整體重量，又保證了足夠的安全性能。
飛機“眼睛”的功能
風(fēng)擋是飛機重要的功能部件。作為機身的一部分，它不僅要保持機頭的流線(xiàn)型外形，還具有保證結構完整的功能。這是現代民航客機風(fēng)擋像千層餅那樣有多層結構的原因，也使得單層玻璃破裂難以影響飛機的飛行安全。例如，空客A320飛機的風(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，中層和內層為化學(xué)強化玻璃。為避免飛行員受到尖銳碎片的傷害，風(fēng)擋的內層玻璃必須采用非碎裂性材料。各層玻璃通過(guò)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倍飛機最大內外壓差載荷。在一層結構層（內層或者中層）破裂后，其仍然可以承受2倍飛機最大壓差載荷，是非常安全的。另外，風(fēng)擋還可以承受1.8公斤的鳥(niǎo)在最快飛行速度（約0.8倍音速）下的撞擊。
作為飛機的“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。由于飛機前風(fēng)擋是由多層玻璃復合而成的，這就為其他功能的設計創(chuàng )造了空間。例如，最外層玻璃的內側安裝有透明的導電覆蓋膜用于除冰，而內層的玻璃之間有除霧層。
為確保飛機在大雨中安全落地，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?，F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“眼睛”不會(huì )隨便失明
那么，什么會(huì )導致如此結實(shí)的飛機風(fēng)擋玻璃破裂呢？從理論上講，起因大致可分為兩類(lèi)：一是外物損傷，如鳥(niǎo)擊、冰擊、雷擊；二是系統問(wèn)題，如風(fēng)擋玻璃有質(zhì)量問(wèn)題，或是加熱系統發(fā)生故障導致玻璃過(guò)熱，抑或是風(fēng)擋玻璃安裝有問(wèn)題。無(wú)論何種原因導致破裂，都不該出現爆碎的情況，這是飛機設計的安全標準。
美國事故調查委員會(huì )曾做測試，當一架波音747飛機上出現一個(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秒鐘后飛機內外氣壓達到平衡。
所以，安裝或更換飛機風(fēng)擋是一件非常慎重的事情。一架空客A320飛機要更換風(fēng)擋，程序包括拆裝螺絲、拆裝蓋板、鏟除密封膠等，需要4名機務(wù)人員花費12個(gè)小時(shí)才能完成工作。
當然，即使發(fā)生風(fēng)擋玻璃破裂的情況，受過(guò)嚴格訓練的飛行員也有讓飛機平安落地的方法。飛行員可以用筆或者指甲來(lái)檢測內層玻璃有沒(méi)有破損。如果內層玻璃沒(méi)有破損，只是外層或者中層有裂紋，那么飛機暫時(shí)是安全的，可以繼續飛行。如果內層玻璃破損，則應該立即下降，降低飛機內外壓差，避免情況進(jìn)一步惡化。不過(guò)，大部分飛機都可以依靠自動(dòng)著(zhù)陸系統實(shí)現落地，因此旅客在乘坐飛機時(shí)，沒(méi)有必要對風(fēng)擋破裂杞人憂(yōu)天。