近两周来,航空事故频频发生!

3月21日,由昆明长水机场飞往广州白云机场的MU5735航班在梧州坠毁,机上共123名乘客和9名机组人员全部遇难。

3月25日,四川航空公司一架由重庆起飞准备飞往莫斯科的3U3839货机,在出发后不久就发生故障,事发突然,最终在天上盘旋了近8个小时才安全降落地面。

同日,3月25日,一架满载242人,由英国伦敦飞往新加坡的波音777-300ER客机因出发后引擎出现震动而被迫折返,历经惊险一幕,所幸的是,飞机最终安全抵达地面,无人伤亡。

以上这些“创伤”还没消失,在航空界又新增了一条事故案例。

据《每日邮报》报道,3月31日,一架由盐城湖飞往华盛顿特区的760航班,在飞机抵达近3万英尺高空时,驾驶舱前挡风玻璃突然出现裂纹,当时机上共载有198名乘客,飞机型号为波音757-232,由于事发突然,机组人员不得不分别向乘客和塔台宣布飞机进入紧急状态。

最终在机组人员的正确操作下,飞机于3月31日晚上11点多迫降在丹佛机场,挽救了飞机上198名乘客的性命。

联邦航空局后来发声,说造成这次事故的原因还没有调查清楚,目前已经组织相关专业人员进行登机调查,不过根据随班机组人员透露,此次挡风玻璃出现裂纹并非是受到外物碰撞,而是自发性质。

但不得不否认的是,这次飞机出现故障的地方仍旧是驾驶舱挡风玻璃,对处在万米高空的飞机而言,玻璃的好坏直接关系到航班的安全,如果玻璃一旦出现问题,则整架飞机都可能处于释压状态,而乘客则可能在释压以及飞机高速飞行的过程中被强大的风力卷出窗外。

既然飞机玻璃这么重要,那么设计人员早应该在设计及组装飞机的过程中考虑到这个问题,不管是空客还是波音,设计人员在安全方面的考虑点应该相同,可为什么在历来所有空难当中,其中有一部分就是因玻璃或者驾驶舱挡风玻璃出现故障而导致机毁人亡的呢?

比如2018年5月29日,一架由杭州萧山飞往芽庄金兰的JD421次航班因“风挡玻璃裂纹”被迫返航,同年,四川航空公司3U8633航班也出现类似事故,另外就是2021年5月10日,一架由库尔勒飞往郑州且型号为B737-800的航班,也因风挡玻璃出现问题迫降在兰州机场。

其中当属遇事性质最严重,也被称为航空界奇迹的就是3U8633次航班。

这让我想起了《中国机长》,一部根据真实事件改编的空难电影,而它的原型则是四川航空公司旗下的3U8633次航班,当时也是在近万米高空出现挡风玻璃破碎的情况,但比美国这次事件还要严重,因为3U8633航班的挡风玻璃不仅是碎裂更是脱落,就连副驾驶座位上的徐瑞辰都被卷出窗外,半个身子悬在挂在机舱之外。

根据地面飞机爱好者的多次模拟,结果都显示3U8633只有坠毁的可能,但在机长刘传建的正确操作下,这次航班不仅没有坠毁,最终反而以较为平稳的姿态迫降在了成都机场,前后虽是一场虚惊,但在事发之时,机上所有人员几乎命悬一线,后经调查,关于3U8633航班风挡玻璃碎裂一事原因的考查有了最新进展。

其中最贴近事实的答案就是风挡玻璃年久失检,风挡封严处出现破损,导致部分水汽渗透到风挡底部边缘,进一步削弱电源导线的绝缘性,从而持续放电,最终电弧产生的高温使风挡玻璃破碎,玻璃无法抵挡飞机内外的气压差而出现脱落情况。

我们应该知道,飞机使用的一般都是航空有机玻璃,其强度,耐热性能以及透光度都是玻璃界中的顶级存在,不仅可以防止空中突然爆破,同时也具有很高的抗银纹性和抗裂纹性。

飞机风挡的结构

我们看到或使用的飞机,虽然不一定都是同一厂家生产的,但各厂家生产风挡的结构总归是大同小异,笔者之前乘坐飞机的时候,有意浏览过空客飞机手册,上面详细介绍了飞机风挡的结构。

飞机风挡的结构

飞机风挡主要包括六层:三层玻璃,两个夹层以及一个增温涂层,而玻璃又被分为外层,中层和内层。

每层玻璃都有自己的奥妙之处,总之缺一不可,比如前层玻璃和增温涂层能够起到保护作用,虽说是非结构层,但在加温涂层的作用下,其硬度和韧性都要比后两层玻璃高。

而后两层玻璃则是结构层,它们是飞机风挡中的中流砥柱,每层都需要承受飞机飞行过程中受到的两倍以上的压力差,到起双支撑的承压作用。

三块玻璃不同的损毁程度,也代表着飞机将陷于不同的危险状态,最前端的玻璃出现裂纹,充其量也只是会影响驾驶舱飞行员的视线,但不会对此次航班产生致命性的影响,即使外层玻璃完全脱落,飞机也可以凭借自己的升降系统,就近选择机场完成安全迫降。

但要是内层玻璃出现裂纹,这个时候的情况就比较严重了,因为飞行员无法判断中间层到底是什么情况,也无法预料中内层玻璃能否继续抵挡住飞机飞行时所要应对的强大压力差,内层一旦出现裂纹,则需要飞行员立即执行降高的指令,目的就是为了降低飞机内外的压强差,防止中内层玻璃进一步脱落而出现客机释压状况。

像2018年发生事故的3U8633次航班,就出现了整个风挡玻璃全部破碎,甚至是脱落的情况,当时的机长刘传健可谓是遇到了航空界发生的概率极小的故障,没有强大的心理素质,老练的操作技巧以及够本的身体抵抗缺氧和超低温的能力,此次航班都不可能成功备降成都机场。

高空飞行的客机为何会出现风挡玻璃破裂的情况?

引发一场危机的风挡玻璃破碎,原因可能有外力撞击,窗框的安置问题,玻璃质量问题以及加热系统故障等等。

先来聊聊外力撞击。

外力撞击,顾名思义就是飞机在飞行的过程中受到外界东西,如飞鸟,冰雹以及一些不明物体的撞击。

民航客机的飞行速度一般保持在800~900公里每小时,众所周知,客机飞行的速度越快,在外界物质质量恒定的情况下,客机所受到的撞击力也就越大,可以根据动量守恒定律计算这种撞击力:

计算公式是:F=mv/t(撞击力=质量×速度÷时间)。

这种撞击一般只是一瞬间,所以这里的时间可以忽略不计,假设有一枚重达1千克的冰雹掉落在一架飞行速度保持在900公里每小时的民航客机风挡玻璃上,那么此时风挡玻璃所受到的力是250千克。

相当于用500多斤的东西直接砸到飞机风挡玻璃上,此时玻璃的状态可想而知,不掉落至少也可能出现裂纹。

当然,飞机一般都会选择在平流层保持稳定高速飞行状态,除了起飞降落,受到风雨雷电冰雹等自然因素影响的可能性微乎其微,而且一般鸟类动物也飞不到平流层的高度。

不过,保持在平流层飞行的飞机也不是绝对的安全,比如黑白秃鹫,灰鹤都有着飞行高度超过1万米的记录,而班头雁的飞行高度也能达到近9千米,这些动物同样能对飞机的挡风玻璃以及发动机造成致命的打击。

另外就是飞机玻璃框的装置问题。

如果飞机玻璃框在装置的过程当中并没有按照风挡玻璃的标准严格执行,或者又出现了些许的误差,这种失误在飞机起飞前不容易被人发现,但在飞机高速飞行过程中可能会被无限放大,同样也能导致风挡玻璃出现裂纹甚至脱落。

还有一种情况就是风挡玻璃框在装置时已经按照严格标准执行,但因为飞机的使用时间太长,玻璃框边缘又出现了肉眼难以直视的小裂缝,最终导致飞机事故。

当然出现这些可能性的概率非常低,因为飞机在出厂及每次执行飞行任务前,都会经过多方面的检查,包括工作人员的仔细观察以及仪器的精准测量,但是,不怕一万就怕万一,就怕工作人员在检查的过程当中出现疏忽或者没有意识到此类问题的严重性。

再者就是挡风玻璃的质量问题。

众所周知,目前世界上所有的飞机使用的几乎都是高强度的有机玻璃,所以在质量方面按理说一般不会出现问题,在所有因风挡玻璃破裂而导致空难的案例中,几乎没有是因为挡风玻璃质量问题而出现的挡风玻璃破碎的报告,所以这个原因基本上可以排除。

最后一种,也是最可能的情况就是飞机的加热系统出现问题。

飞机一般都有加温涂层,需要通电,正常情况下,电弧产生的温度不足以使挡风玻璃破损,如果因为挡风玻璃封严处,也就是玻璃框边缘出现损坏情况而导致挡风玻璃内部空腔,那么外部水汽则可能渗入玻璃边缘,削弱电源导线的绝缘作用,而电弧在潮湿的环境下持续放电,则可能产生局部高温,最终导致挡风玻璃破裂。

已经破裂的挡风玻璃自然不能承担飞机内外强大的压力差,彻底脱落只是时间上的问题,3U8633航班风挡破裂可能就是这个原因。

飞机风挡玻璃脱落,最终会造成什么影响呢?

笔者觉得这个问题很有探讨价值,风挡玻璃出现裂纹看似是件小事,比如大部分小汽车都装了风挡玻璃,因撞击或其他原因出现裂纹,来不及更换,最多也只是影响美观和视线而已,只要减速慢行以及稍稍控制一下心中的强迫观念便问题不大。

但对于高速飞行的飞机而言,此事可绝不简单,可以这么说,空中交通和地面交通是两码事儿,从来就不能相提并论,飞机的风挡玻璃一旦出现问题。

我们可以参考一下四川航空3U8633次航班当时的情况。

一般来说,飞机在万米高空飞行的显著特点就是空气密度小,氧气稀薄,飞机内外压强差大及气温低等等。

风挡内层玻璃裂了,说明此时飞机承受压力的作用将会很弱,用不了多久,整个风挡都会跟着脱落,驾驶员包括副驾驶上的备用驾驶员都会受到直接影响,3U8633次航班遇到的就是这种情况。

3U8633次航班当时出现问题的是右挡风玻璃,当时整块玻璃都不见了,随后驾驶舱里的物品也都跟着飞出窗去,而副驾驶的徐瑞辰也都耷拉半个身子在外边,这只能算是徐瑞辰运气比较好,在机舱释压的过程当中,强大的风力通常会把人直接卷出去,不过,这种强劲的风力也当场撕烂了徐瑞辰的衣服并使其左臂受伤。

《中国机长》高度还原当时的场景

对于一架时速保持在800公里以上的飞机来说,此时的驾驶舱内会源源不断地灌入7级强风,据刘传建后来回忆,当时自己的整张脸已被这强风刮得变形,虽然戴着墨镜也难以睁开眼睛,当时驾驶舱内的空调系统还在正常运转,但外界-40℃左右的低温也会使室内温度马上下降至-24℃左右。

所以此时身着轻薄衣服的飞机驾驶员需要面对的是:强大的噪音,超低的温度,强劲的冷风以及稀薄的氧气,这其中的任何一项都可以让一个没有接受过专业训练的人陷入到昏厥状态当中,更何况是四种情况同时出现呢?如果连掌控飞机的驾驶员都出现了问题,你说这架飞机还会安全降落到地面吗?

另外,巨大的压差还会吸开驾驶舱门,导致整个客舱失压,毋庸置疑,此时客舱内的行李会纷纷掉落,有些乘客可能会直接被压差吸出门去。

舱内乘客如果不戴氧气面罩,同样也会因缺氧窒息而亡,更可怕的,是这种情况通常会造成乘客紧张和混乱,在面对如此危急情况时,命令乘客冷静下来,从来就不是件易事,而乘客的混乱,同样也会增加飞机失事的几率。

一般情况下,飞机发生这种事,几乎已经没有挽回的机会,当然这考验的是机长的随机应变能力和娴熟的操作意识,当然还必须拥有强大的心理抗压能力,当时四川航空3U8633次航班机长刘传健正是同时具备这些优秀的品质,最终才避免了机毁人亡的情况发生。

总结

当然,我们不能因为空难死亡率高而害怕乘坐飞机,事实上,飞机的出事概率往往是所有交通工具当中最低的,同时飞机也是出远门最便捷的交通工具之一。

最后,笔者真挚地希望,这个世界不要再有空难发生。