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2018年5月14日，四川航空一架空客A319飛機從重慶飛拉薩。在巡航階段，駕駛艙右座前風擋玻璃意外破裂脫落，機組緊急下降高度並備降成都。
而在一個多月前，美國西南航空一架波音737飛機的發動機葉片斷裂，打穿了飛機客艙的窗戶，飛機緊急下降。
這兩起飛機嚴重機械故障事件都因為飛行機組的成功處置而安全落地。一時間，飛機風擋再次成為大家關注的話題。人們不禁要問：飛機的玻璃窗戶結實嗎？我們乘坐飛機還安全嗎？
飛機“眼睛”的由來
如果將飛機比作人的話，那麼飛機駕駛艙風擋玻璃這一航空結構透明件就是飛機的“眼睛”。飛機風擋的設計製造歷史，其實也是一部飛機的發展史。
早期的飛機壓根兒就沒有風擋，飛行員只戴一副風鏡。後來在飛行員和旅客的鼓勵下，製造商生產出帶風擋的飛機。上世紀20年代，飛機風擋最早使用的是普通玻璃；後來隨著飛機飛行速度的加快，開始使用複合玻璃；在上世紀50年代後，變成了有機玻璃或鋼化玻璃的多層複合結構風擋。
第二次世界大戰後，飛機開始變成增壓飛行，為了提高風擋的抗鳥撞能力及防止飛機座艙玻璃突然破裂，美國和蘇聯開展了有機玻璃拉伸定向方面的研究工作。飛機風擋逐漸往一體化、集成化與輕薄化方向發展，也更加註重透明件的人機功效，實現光學性能、結構強度與特殊功能的綜合優化，為飛行員提供更加安全、舒適、高效的駕駛環境。
早期飛機的主風擋還使用平面玻璃，多數採用的是非承載的結構形式，由主風擋、側窗和固定窗共6塊玻璃組成。風擋僅承受自身的氣密載荷，而不參與機身載荷的傳遞，因此非承載式風擋的窗框比較笨重，氣動阻力大。到20世紀末，新一代飛機採用了流線型機頭的雙曲風擋設計，曲面質量高，外形比較美觀，減少了風擋數量和機頭阻力，並減輕了機頭重量。例如，我們的國產大飛機C919飛機駕駛艙就採用了4塊曲面承重風擋的寬視窗設計，感覺就是一個全景天窗，為機組提供了非常開闊的視野。
隨著科技的發展，製造技術向高可靠性、低成本、高效率、低應力方向發展，材料技術更加追求多功能性、智能化、輕量化。波音787飛機4扇式風擋與飛機外形渾然天成，風擋玻璃熱加工成曲面，符合空氣動力學。同樣，波音787飛機還改變了滑動側窗設計，讓風擋免受破壞性負載。其複合結構風擋玻璃最外層採用化學鋼化玻璃以提高強度和耐磨性，內層選用定向有機玻璃。二者的結合既減輕了整體重量，又保證了足夠的結構安全性能。
飛機“眼睛”的功能
對於現代民航客機來說，風擋玻璃並不是薄薄的一層，而是像千層餅那樣有多層結構，這使得單一玻璃破裂也難以影響飛機的飛行安全。空客A320飛機的風擋重量約為35千克，總厚度3釐米~4釐米。風擋玻璃共有3層，最外層為熱鋼化玻璃，中層和內層為化學強化玻璃。各層玻璃通過聚氨酯層和PVB層粘連在一起，旨在提高飛機防鳥擊能力和失效安全能力。最外層鋼化玻璃的內側安裝有透明的導電覆蓋膜用於除冰，而內層的玻璃之間有除霧層。
在正常情況下，駕駛艙風擋可以承受5倍飛機最大內外壓差載荷；在一層結構層（內層或者中層）破裂後，仍然可以承受2倍最大壓差的載荷，是非常安全的。另外，風擋還可以承受1.8公斤的鳥在最快飛行速度（約0.8倍音速）下的撞擊。據統計，鳥撞風擋/座艙蓋的次數佔所有鳥撞事故的21.4%，居首位。為避免飛行員受到尖銳碎片的嚴重傷害，風擋玻璃的內層必須採用非碎裂性材料。
風擋玻璃是飛機重要的功能部件。作為機身的一部分，它不僅要保持機頭流線型外形，還具有保證結構完整安全和提供清晰視野的功能。作為飛機的“眼睛”，它要有良好的光學性能，為飛行員提供良好的視野。
飛機的風擋如何確保飛機在大雨中安全落地？其實，最早的民航客機外層風擋上有雨刮器，並且會塗抹防雨劑。防雨劑是在風擋外形成一層厭水的膜，讓雨水在表面形成水滴狀並快速滑落。防雨劑最早在空客飛機上使用，由於早期的防雨劑含有氟利昂，自1996年起被禁止使用。而現在的飛機風擋外層會有特殊的防雨材料，讓雨水不沾在玻璃上。而且飛機的駕駛艙玻璃是微凸流線型的，可以實現氣動除冰。飛機在高速飛行狀態下，風擋邊緣產生一些渦流，更容易帶走積冰或者雨水。
可見，為飛行員提供清晰的視野並非易事。風擋玻璃必須具備除冰、除霧、洩靜電、防雨水等多種功能，能通過電加熱、雨刷等措施保證在特殊氣象條件下飛行員有清晰的視野。飛機前風擋是由多層玻璃複合而成的，不僅提高了風擋的強度，也為其他功能的擴展留下了空間，其中之一就是電加溫技術。如波音777飛機的風擋加溫是自動打開的，並在飛機關車後關閉。
一次罕見的駕駛艙開“天窗”
四川航空飛機風擋破裂脫落事件發生後，中國民航立即對同一型號飛機的風擋玻璃進行了排查，並展開調查。
那麼，什麼會導致如此結實的飛機風擋玻璃破裂呢？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；二是風擋和相關係統問題，如風擋玻璃有質量問題，玻璃加熱系統發生故障導致過熱，或飛機風擋安裝有問題。但無論何種原因破裂，都不能爆碎，應該在破裂後保持原有完整性，這是飛機設計的安全標準。
在商業飛行超過百年的歷史中，風擋玻璃發生像川航這樣嚴重的事件實屬罕見。飛機因為風擋破損而造成的嚴重釋壓，幾乎是飛行員遇到的最嚴重的故障。美國事故調查委員會曾做過測試，當一架波音747飛機上出現一個0.3平方米的洞，坐在洞旁邊的人會被大約半噸的力向外拉扯，直到100秒鐘後飛機內外氣壓取得平衡。
1990年6月10日7時20分，英國航空5390航班準時從英國伯明翰起飛，前往西班牙馬拉加。機長是42歲的蘭開斯特，經驗豐富；副駕駛是39歲的阿奇森，有7500小時飛行經歷。當飛機爬升到5400米時，駕駛艙開了一個“天窗”，風擋玻璃突然消失，機長蘭開斯特的上半身被巨大的氣流吸出飛機。千鈞一髮之際，衝進駕駛艙的空服人員奧格登抓住了蘭開斯特的腰帶，副駕駛阿奇森則在全力地控制飛機。
因為駕駛艙風擋玻璃脫落，雖然飛機已經在下降高度，但機艙內的溫度很快降到了零下17攝氏度。副駕駛阿奇森將飛機的飛行高度調整到3000米，這一高度的大氣中富含氧氣，而且沒有其他飛機飛行。機組將飛機減速到300公里每小時，並向地面報告緊急情況。然而，呼嘯的風聲讓阿奇森完全聽不清塔臺的回覆，他焦急地等待地面同意落地的指令。
英航事後調查發現，風擋玻璃脫落的原因竟然是螺絲釘！這架飛機在起飛前27小時曾更換風擋玻璃，維修主管確認，在90顆固定風擋玻璃的螺絲釘中，有84顆的直徑比設計規格細0.026英寸（0.66毫米），其餘6顆的長度比設計規格短0.1英寸（2.5毫米）。這84顆稍微細一些的螺絲釘是導致風擋玻璃高空脫落的罪魁禍首。
這次事故讓飛機設計人員發現，如果從飛機內側安裝風擋玻璃，會比從外側安裝更牢固，因為高空中的空氣壓力是內部高於外部的。如果從內側安裝風擋玻璃，那麼大部分空氣壓力將由玻璃外側的窗框承受，而不是小小的螺栓。所以，飛機此後就改進了安裝方式，現在安裝更換風擋是一件非常慎重的事情。如果一架空客A320飛機要更換風擋，更換程序包括擰拆裝螺絲、拆裝蓋板、剷除密封膠後再塗抹等，由4名機務人員花12個小時才能完成工作。
當然，即使風擋玻璃破裂，受過嚴格訓練的飛行員也能駕駛飛機安全落地。隨著技術的進步，飛機上的窗戶只會越來越多、越來越大。空客公司已經在2010年巴黎航展上提出了全透明飛機的設計理念。可以肯定的是，飛機的“眼睛”會越來越明亮，飛行也會越來越安全。
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