2021年6月，某(mou)航空(kong)公司一架波音737客機在(zai)(zai)萬米(mi)高空突遇駕駛(shi)艙左前(qian)風(feng)擋外層(ceng)(ceng)(ceng)玻璃破裂。在(zai)(zai)公司(si)和(he)機組的共同決策(ce)下，航班在(zai)(zai)臨近機場安全降落(luo)。該公司(si)發(fa)(fa)布聲明稱，本次發(fa)(fa)生破裂的為外層(ceng)(ceng)(ceng)玻璃。外層(ceng)(ceng)(ceng)玻璃不(bu)(bu)是結構層(ceng)(ceng)(ceng)，不(bu)(bu)承(cheng)受結構力，只提供剛度、硬度，以防劃傷(shang)、鳥擊(ji)和(he)外來物損傷(shang)。經檢測，該飛(fei)機風(feng)擋承(cheng)受結構力的中間層(ceng)(ceng)(ceng)和(he)內層(ceng)(ceng)(ceng)均完好。
一時間，飛(fei)機風擋的安(an)全(quan)性再(zai)次成為大家關注的話題。飛(fei)機的玻璃窗戶(hu)到底結不(bu)結實？如果風擋玻璃破裂，飛(fei)機還能(neng)安(an)全(quan)飛(fei)行嗎？
飛(fei)機“眼睛”的由來
如果(guo)將飛機比作人的話，那(nei)么(me)駕駛(shi)艙(cang)風(feng)擋這(zhe)一航空結(jie)構透明(ming)件就是飛機的“眼睛”。飛機風擋(dang)的制造歷史(shi)，其實(shi)也是(shi)一部飛機的發展史(shi)。
早期的(de)飛(fei)機壓(ya)根兒就沒(mei)有(you)風擋，飛(fei)行員只需戴一(yi)副(fu)風鏡。20世紀20年代，制造商生產出了(le)(le)帶風擋的飛機，一開始使用(yong)的材料(liao)還是普通玻璃(li)，后(hou)來隨(sui)著飛行速度的加快，風擋材料(liao)變成了(le)(le)復合玻璃(li)。直到20世紀50年(nian)代(dai)，有機玻璃(li)或鋼化玻璃(li)的多(duo)層(ceng)復(fu)合結構(gou)風擋才出現。
第二次世界大戰后，飛機(ji)開始變成(cheng)增(zeng)壓(ya)飛行。飛機(ji)風(feng)擋逐漸(jian)往一(yi)體(ti)化(hua)(hua)、集成(cheng)化(hua)(hua)與輕薄化(hua)(hua)的(de)方向發(fa)展(zhan)，實現了(le)光學(xue)性(xing)能、結(jie)構強度與特殊功能的(de)綜合優化(hua)(hua)，為飛行員創造了(le)更加安全(quan)、舒適、高(gao)效的(de)駕駛(shi)環(huan)境。
早期飛機的風擋使用的是平面玻璃(li)，多數采用非承載的結構形式，由(you)主風擋、側窗和固定(ding)窗共6塊玻璃組(zu)成。風(feng)擋僅承受自身(shen)的氣密載荷(he)，而不參與(yu)機(ji)身(shen)載荷(he)的傳遞，因此窗框比較笨重，氣動阻力大。到了20世紀末，新一(yi)代飛(fei)機(ji)采用流線型機(ji)頭(tou)的雙曲風(feng)擋設(she)計，風(feng)擋玻(bo)璃熱(re)加工成曲面，質量(liang)高、外形美觀，不僅減小了機(ji)頭(tou)阻力(li)，還減輕(qing)了機(ji)頭(tou)的重量(liang)，符合空氣(qi)動力(li)學的原理。例如(ru)，國產大飛(fei)機(ji)C919的駕駛(shi)艙就采用了4塊(kuai)曲面承重風擋的寬視窗設計(ji)，像一個(ge)全景天窗，為(wei)機組提供(gong)了非常開闊的視野。
隨著(zhu)科技(ji)的發展，制造技(ji)術(shu)向(xiang)高可靠性(xing)、低成本、高效(xiao)率方(fang)向(xiang)發展，材料技(ji)術(shu)更加(jia)追求多(duo)功(gong)能性(xing)、智能化與輕量(liang)化。波音(yin)787飛機的4扇式風擋(dang)與飛機外形渾然天成(cheng)，風擋(dang)最外層采用化(hua)學鋼(gang)化(hua)玻璃以提高強度和耐磨性，內層則選(xuan)用定向有(you)機玻璃。二者的結(jie)合既減輕(qing)了(le)整體重量，又保證了(le)足夠的安全性能。
飛機“眼睛”的功能
風擋(dang)是飛機(ji)(ji)重要(yao)的(de)功能(neng)部件。作為機(ji)(ji)身的(de)一部分，它不僅要(yao)保(bao)持(chi)機(ji)(ji)頭的(de)流(liu)線型外形，還具有(you)保(bao)證結構(gou)完整(zheng)的(de)功能(neng)。這是現代民(min)航客機(ji)(ji)風擋(dang)像千層餅那樣有(you)多(duo)層結構(gou)的(de)原因，也(ye)使得單層玻璃破裂(lie)難以影響飛機(ji)(ji)的(de)飛行安全。例如(ru)，空客A320飛機的風擋重量約為35千克，共有(you)3層，總厚度為3厘(li)米~4厘米，最外層(ceng)(ceng)為(wei)熱鋼(gang)化玻(bo)(bo)璃(li)，中層(ceng)(ceng)和內層(ceng)(ceng)為(wei)化學強化玻(bo)(bo)璃(li)。為(wei)避免飛行員受(shou)到尖銳碎(sui)片(pian)的(de)傷害，風擋的(de)內層(ceng)(ceng)玻(bo)(bo)璃(li)必須采用非碎(sui)裂(lie)性(xing)材料。各層(ceng)(ceng)玻(bo)(bo)璃(li)通過(guo)聚(ju)氨(an)酯層(ceng)(ceng)和PVB層(ceng)粘連在一起。
在正常情況(kuang)下，駕駛艙風(feng)擋可以承受5倍(bei)飛機最大(da)內(nei)外(wai)壓差(cha)載荷。在一層(ceng)結構層(ceng)（內(nei)層(ceng)或者中層(ceng)）破裂后，其仍然(ran)可以承(cheng)受2倍飛機(ji)最大壓(ya)差載荷，是(shi)非常安全的。另外，風(feng)擋(dang)還(huan)可以承受(shou)1.8公斤的鳥在最快(kuai)飛行速(su)度(du)（約(yue)0.8倍音(yin)速）下的(de)撞擊。
作(zuo)為飛機的“眼(yan)睛”，風擋還須具備良(liang)好的(de)(de)光學性能，哪怕是在特(te)殊的(de)(de)氣象條(tiao)件下，也能為(wei)飛(fei)行員提供清(qing)晰的(de)(de)視野(ye)。由于(yu)飛(fei)機前風擋是由多層(ceng)(ceng)(ceng)玻璃復合而成(cheng)的(de)(de)，這就為(wei)其他功能的(de)(de)設計創(chuang)造了空間(jian)。例如，最(zui)外層(ceng)(ceng)(ceng)玻璃的(de)(de)內(nei)側(ce)安裝有透明的(de)(de)導電覆蓋膜用于(yu)除(chu)冰，而內(nei)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)玻璃之間(jian)有除(chu)霧層(ceng)(ceng)(ceng)。
為確保飛(fei)(fei)機在大雨(yu)中安全落地，早期的外層風(feng)擋玻(bo)(bo)璃(li)上還會涂(tu)抹防雨(yu)劑，讓雨(yu)水(shui)在表面(mian)快速(su)滑落。現在的外層風(feng)擋玻(bo)(bo)璃(li)則刷上了(le)特(te)殊的防雨(yu)材料，令雨(yu)水(shui)不會沾(zhan)在上面(mian)。而(er)且飛(fei)(fei)機在高速(su)飛(fei)(fei)行的狀態(tai)下(xia)，風(feng)擋玻(bo)(bo)璃(li)邊緣產生渦流，更容(rong)易(yi)帶走積冰或者雨(yu)水(shui)。
飛機“眼(yan)睛”不會隨便失(shi)明
那么，什么會導致(zhi)如(ru)此結(jie)實的飛(fei)機風(feng)(feng)擋玻(bo)璃破(po)裂呢？從理論上講，起因(yin)大致(zhi)可分(fen)為兩(liang)類：一是(shi)外物損(sun)傷(shang)，如(ru)鳥擊(ji)、冰擊(ji)、雷擊(ji)；二是(shi)系(xi)統(tong)(tong)問(wen)題(ti)，如(ru)風(feng)(feng)擋玻(bo)璃有質量問(wen)題(ti)，或是(shi)加(jia)熱系(xi)統(tong)(tong)發生故障(zhang)導致(zhi)玻(bo)璃過熱，抑或是(shi)風(feng)(feng)擋玻(bo)璃安裝有問(wen)題(ti)。無論何種原因(yin)導致(zhi)破(po)裂，都不(bu)該出現爆碎的情況，這是(shi)飛(fei)機設(she)計的安全標準(zhun)。
美國事故(gu)調查委員會曾(ceng)做(zuo)測試，當一架波音747飛機上出現一個約0.3平方米的洞(dong)時，坐在洞(dong)旁邊的人會被(bei)大約(yue)半噸的力向外拉扯，直(zhi)到(dao)100秒鐘(zhong)后飛機內外氣壓(ya)達到(dao)平衡。
所以，安裝或更換飛(fei)機風擋(dang)是一件(jian)非(fei)常慎重的事(shi)情。一架空客A320飛(fei)機要(yao)更換風擋，程序(xu)包括拆(chai)裝螺絲(si)、拆(chai)裝蓋板、鏟(chan)除密(mi)封(feng)膠等，需要(yao)4名機務人員花(hua)費12個小時才能完成工作。
當然，即(ji)使發生(sheng)風(feng)擋玻璃(li)(li)破裂的情(qing)況，受過嚴(yan)格訓練的飛(fei)(fei)(fei)行員(yuan)也有(you)讓飛(fei)(fei)(fei)機(ji)(ji)平安落地(di)的方(fang)法。飛(fei)(fei)(fei)行員(yuan)可以用筆或(huo)者指甲來(lai)檢測(ce)內層(ceng)玻璃(li)(li)有(you)沒有(you)破損。如果(guo)內層(ceng)玻璃(li)(li)沒有(you)破損，只是外(wai)層(ceng)或(huo)者中(zhong)層(ceng)有(you)裂紋，那么飛(fei)(fei)(fei)機(ji)(ji)暫時(shi)是安全的，可以繼(ji)續飛(fei)(fei)(fei)行。如果(guo)內層(ceng)玻璃(li)(li)破損，則應(ying)該立即(ji)下降，降低飛(fei)(fei)(fei)機(ji)(ji)內外(wai)壓差，避免情(qing)況進(jin)一步(bu)惡化。不過，大部分(fen)飛(fei)(fei)(fei)機(ji)(ji)都可以依靠自動(dong)著陸(lu)系統實現落地(di)，因(yin)此(ci)旅客在乘(cheng)坐飛(fei)(fei)(fei)機(ji)(ji)時(shi)，沒有(you)必要對風(feng)擋破裂杞人憂天(tian)。