[科普中国]-飞机风挡玻璃破裂能否预防？可进行预先检测

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5月18日，由韩国仁川至中国江苏无锡再至德国哈恩的5Y523/524航班缓缓落地。（王宇/人民图片）

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据人民网社会频道报道，5月14日上午，四川航空3U8633航班执行重庆-拉萨航班任务，在成都区域巡航阶段，驾驶舱右座前风挡玻璃破裂脱落，机组实施紧急下降。飞机于7时46分安全备降成都双流机场，有29名感觉不适旅客前往医院检查就诊。经初步检查，一人因腰伤收治入院，一人皮肤擦伤，其余人员经检查未见明显异常。该事件一出，飞机风挡玻璃的安全性引起了大家的注意。

飞机风挡玻璃与普通玻璃相比有何不同？国检集团中央研究院常务副院长万德田在接受《中国质量报》采访时表示，“客机前风挡玻璃作为飞机结构件，是一种典型的结构功能一体化材料，直接关系到飞机和驾驶员的安全。它必须具有足够的强度和韧性，以承受外部冲击载荷；作为透明观察窗，必须要具有良好的光学性能，具备用于防冰除雾的电加温功能。”玻璃是一种典型的脆性材料，其破裂往往是突发性的。为避免客机风挡玻璃破裂后飞溅引发灾难事故，目前飞机风挡玻璃通常由硅酸盐玻璃和有机透明材料复合而成，保证玻璃“碎而不散”。

既然飞机风挡玻璃的材质这么特殊，那为什么还会发生事故呢？《人民日报海外版》介绍，事故发生的原因有多种，有可能是飞机风挡玻璃某部分出现问题。风挡玻璃都有加温系统，使风挡温度保持在43摄氏度以防冰防雾，并保证玻璃强度。如果加温控制组件失效，驾驶舱内侧玻璃很快会起雾结冰，这种情况容易发觉并采取相应措施。但如果是温度控制设备故障，一直处于强加热模式的风挡玻璃同外部环境温差过大，导致裂纹产生，玻璃内部的应力作用失效，最终破裂。虽然此类故障曾经出现过，但多层防护均出现问题，玻璃爆裂飞出的情况确属十分罕见。

最后，针对能否通过一定方法预防飞机风挡玻璃破裂这一问题，中国建筑材料科学研究总院博导、中国建材检验认证集团（CTC）首席科学家包亦望在接受《科技日报》采访时表示，不考虑鸟撞和冲击，飞行过程中飞机风挡玻璃破坏可分为三种情况：玻璃破裂但没有脱落，还能挡风但影响视野；玻璃破裂随后脱落，形成空窗；没有破裂整体脱落。“这都可以预先检测和预防，”包亦望举例说，第一、二种情况下，玻璃一定存在某个破坏源（缺陷、微裂纹或划痕），为防止事故发生，可对没有发生事故的飞机采用无损在线检测方法排除风险隐患，或对用了5年以上的飞机进行检查。中国建筑材料科学研究总院和CTC发明的光弹扫描法可用来检测、预测玻璃内应力集中和缺陷的部位，已广泛应用于建筑玻璃安全及各种钢化玻璃安全检查。

而对于第三种情况，玻璃整体脱落大多是固定边框出了问题。《中国质量报》介绍，国检集团的创新技术“相对基频法”，可以对飞机和机车风挡玻璃的安装牢固程度及其螺栓紧固力大小的均匀性进行检测与评价。（李晓思）

本文由中科院物理所研究员吴光恒进行科学性把关（专家主要研究方向：磁电子学、半导体、磁性智能材料、材料物理、精密机械和智能器件等）。