前不久,四川航空一架從重慶飛往拉薩的A319飛機,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成功降落成都。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」,在機組成員的沉著應對下,飛機緊急下降安全著陸。
飛機的窗戶真的這麼脆弱嗎?窗戶破裂後後果到底有多嚴重?今天我們就來聊一聊飛機駕駛艙風擋。
風擋玻璃有三層
一般來說,駕駛艙風擋有前風擋、側滑窗、固定窗共6塊窗戶組成。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增加,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爆破,美國和蘇聯開始開展有機玻璃拉伸定向方面的研究工作。航空單層結構的風擋逐漸往一體化、集成化與輕薄化方向發展,也更加注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。20世紀末,新一代飛機採用了流線形機頭外形的雙曲風擋設計,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。
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。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,即使一層結構層,比如內層或者中層破損後,駕駛艙風擋仍然可以承受最大壓差2倍的載荷,也是非常安全的。另外,在飛機的鳥撞試驗中,飛機設計師們會驗證風擋可以承受1.8公斤的鳥在最快飛行速度(約0.8倍音速)下的撞擊。因此,除非特別極端的情況下,飛機駕駛艙風擋是非常堅固的。
飛行員要做什麼?
在了解風擋的結構之後,應該能感覺到,一般情況下,風擋是不會破損的。那如果真的遇到極端情況,飛行員該做什麼呢?
一般情況下,如果風擋的外層破裂,或者一層結構層受損,是不會造成飛機釋壓影響飛行安全。但飛機製造商為了確保安全裕度,還是制定了針對風擋破損的操作程序。以空客為例,空客公司針對A320、A330等機型,一旦駕駛艙窗戶破損,不需要飛行員去判斷哪一層破損,而是列有如下運行限制——最大飛行高度:230MEA;客艙壓力控制方式:人工;客艙壓力:按需人工調節,保持內外壓差5PSI。
而在A350、A380飛機的風擋中安裝有一條加壓指示杆(Heating Bar),機組可以根據這條線的情況來決定飛機是否需要有運行限制,如果加壓指示杆完好,說明結構未受影響無任何限制,如果有破損則需要降高度,人工控制客艙壓力。
由於空客早期機型的操作程序中,對於任何情況的窗戶破損均明確要求飛機降低飛行高度,而且需要人工調節客艙壓力,而其他飛機製造商是要求按需降低飛行高度。因此有客戶向空客提出反饋該情況,能不能像A350或者A380一樣,也提供一種判斷的方法來幫助飛行員決策是否需要執行不正常操作程序?為此,空客在2011年與航空公司召開風擋破裂之後的操作程序專題會議,根據之前的統計數據,考慮到95%的風擋破損情況不需限制高度飛行,因而在會後對A320、A330、A340、A310、A300操作程序進行了更改。
新的程序要求在發生風擋破損之後,機組用筆或者指甲去觸摸內層,如有破損或者不確定的情況需要按之前的不正常操作程序操作,限制高度,人工保持客艙內外壓差5PSI,否則飛機無運行限制,同時也給出了外層、加熱層、結構層典型的破裂參考圖片。
綜上可見,除非結構層全部破裂,哪怕只有一層結構層完好對於安全沒有直接的威脅,但是考慮到風擋的破損會間接影響到飛行員的視線,亦或是外層影響到風擋的加溫,又不好判斷航線上有無結冰區域等某些特殊的或者某些不確定的情況下,飛行員出於更為安全的考慮,返場或者備降也是可以接受的。也就是說,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。