据北青网报道，2月18日，吉祥航空HO1231航班出现机械故障，驾驶舱左侧风挡出现裂纹，机组从1万多米的巡航高度紧急下降，7分钟下降4381米，随后安全备降武汉机场。相信同学们都在新闻中看到了这个事件。

　　其实，飞机的风挡玻璃出现故障，虽是偶然现象，但每次都让大家印象深刻。例如2018年5月14日，四川航空3U8633航班从重庆飞往拉萨，途中风挡玻璃爆裂脱落，飞机最后在中国民航英雄机长刘传健的努力下，成功备降成都，这一事件还被拍成了电影《中国机长》。

　　本期，我们邀请杭州第二中学物理老师王恺，为同学们讲解飞机风挡玻璃背后的科学。

飞机失压有多危险？机内人员可能会被“吸”出飞机

　　或许同学们有一个印象，每次飞机发生事故，都会造成很大的伤亡。不过实际上，如果根据旅途距离与死亡人数关系数据，乘坐飞机完成旅程是安全性最高的一种出行方式。这主要是因为飞机制造者众多精细的设计，以及从航班安检，到驾驶员飞行中的规范操作都是非常严格的。

　　其中，民航客机的玻璃是一个看似简单却至关重要的部分。在飞机飞行中，如果机体的玻璃出现破损脱落，将会造成飞机的失压。

　　这是为什么呢？同学们在科学课上都学过，越靠近地面，大气压越大，而万米高空处的气压大约只有海平面的四分之一。那么飞机一旦失压，会有什么后果呢？除了气压低，高空中的氧气相较地面更少，且温度很低。因此，人如果处于低气压、缺氧和寒冷的环境下，呼吸系统无法将充足的氧气提供给人体，就会导致瞬间缺氧，从而容易失去意识进入昏迷，甚至有可能造成人体脏器破损、血管破裂等严重后果。

　　造成121人丧生的2005年太阳神航空522号航班事故便是因驾驶员缺氧昏迷导致。正常情况下，乘客能安然乘坐在飞机之中依赖于飞机的加压系统，使舱内仍然具有类似地表的气压，保障乘客的乘坐安全。

　　另外一种风险来源于飞机窗户瞬间破裂导致的压强差，由于机舱内是标准大气压，舱外却是低压环境，所以一瞬间内大外小的压力差，会使得舱内的物体和人都被“吸”出舱外。

　　2018年著名的川航3U8633航班副机长就在驾驶舱风挡玻璃脱落的情况下一度被吸出机外，所幸安全带发挥了作用。

风挡玻璃内含“承重墙”，还有一层透明导电加热膜

　　因为飞机内外有很大的气压差，所以飞机的风挡玻璃窗变得至关重要。飞机窗户的设计首先需要考虑强度因素，为了让玻璃更强，会做出多层结构。

　　一般的飞机窗户由至少三层以上的结构组合而成，其中至少包含一层结构层。什么叫结构层呢？就像我们住的房屋里的“承重墙”一样，结构层是用来承担压力载荷的。

　　而驾驶舱玻璃则可能由五层构成，其中包含两层结构层，都可以独立承担载荷，相当于双保险。在多层结构中，最外层往往有一层非结构层玻璃，用于抵抗可能存在的冲击。

　　飞机窗户还需要考虑温度因素：在万米高空的气温可下降至约零下40摄氏度，而玻璃导热性能不好，如果玻璃冷热不均也可能热胀冷缩导致窗户破裂。因此在最外层的非结构层内侧还有一层透明导电加热膜，保障玻璃的温度，也避免了玻璃结冰起雾。

　　这次吉祥航空HO1231航班驾驶舱左侧侧风挡玻璃出现裂纹的情况发生在最外层的非结构玻璃，因此实际上对飞行没有特别大的安全影响。但保险起见，航班仍选择紧急下降高度，避免出现失压等危险事故，安全备降。如果真的在飞机上遇到窗户破损的危险情况，乘客应当保持镇定，系好安全带，及时与乘务沟通汇报，听从乘务的安排。若出现了失压情况，航班通常会紧急下降高度，来增大舱内气压，提高舱内温度，同时降下氧气面罩，保障机上人员安全。