什么是玻璃？玻璃是大家非常熟悉的一种物品，大量应用到我们的工作和生活中，几乎随处可见，大厦的幕墙和汽车的车窗等几乎全都是玻璃制品，我们就是生活在玻璃包围的“容器”里面。

我们平常所说的玻璃是无机非金属，主要成分很简单，大多是二氧化硅及其氧化物，原料也是很常见的沙子和碳酸钠、碳酸钙等。各种原料混合经过高温煅烧，冷却后成了透明状固体。玻璃最大的优点呢，就是透光性好，可以用做各种透明件和光学设备。

玻璃很快就“统治”海陆了，那天空上有玻璃的踪迹吗？早期的飞机基本只是个木架子，机身是用木板钉出来的，机翼只是在木架子上蒙上帆布，这么简陋的飞机当然飞不快飞不远。当时几乎所有的飞机都是“敞篷”的，飞行员只需要穿上夹克，戴好飞行帽和护目镜，就能感受风的激情了。

那飞机能装上玻璃吗？那当然可以啦。后来飞机的速度和高度提升很快，这不是一两件衣服能抵得住的了，于是在飞行员的前面装上一块透明的玻璃，既能挡风又不影响观察，玻璃就这样和飞机结缘了。

随着飞机飞得更快更高，“敞篷”的机舱不是人能呆得住的了，这已经不是担心风吹乱了发型的问题了，为了让飞行员更安全舒适地驾驶飞机，需要一个全封闭的机舱来保护飞行员的身体，当时最好的材料就是玻璃了，既能保证密封，又能透光性又好便于观察舱外的情况。不过早期玻璃加工的技术不够先进，很难大规模加工出合格的复杂曲面玻璃，所以早期飞机座舱基本是由大量的小块玻璃拼接成。

但是无机玻璃容易碎重量又大，加上拼接玻璃的框架严重阻挡视野，这就急需寻找新的材料来替代。经过多年的研究之后，科学家在石油里面找到一种理想的材料，这竟然是塑料！石油经过提炼之后，得到一种材料可以轻易加工成各种形状，可以用来制作飞机风挡、座舱盖和舷窗。这可不是所有的塑料都能做出飞机的风挡的，需要结实又要透光性好，这种材料称为有机玻璃，主要成分是聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），它有另外一个名字：亚克力。没想到这看起来高大上的材料竟然是我们身边常见的物品。

用聚甲基丙烯酸甲酯材料方便加工，透光性又好，可以做成气泡型无框的座舱盖，飞行员的视野变得开阔了，便于观察周边的情况，同时也让飞机的颜值迅速提升。

很快飞机就进入了喷气时代，并实现了超音速飞行，飞行速度快一旦空中撞鸟后果不堪设想，所以飞机的风挡玻璃对防鸟撞的要求越来严格。一代和二代机都普遍采用三片式风挡，中间那块玻璃具有防鸟撞的功能，但是当时的塑料就比较脆强度不高。可是要达到防鸟撞的要求也是要付出一点代价的，那时的风挡前玻璃一般采用强度比较大的钢化玻璃，但是这种玻璃比较厚，重量又比较大。

我国的第一代喷气式飞机歼-5同样也是采用三片式风挡的，风挡前玻璃采用了60多毫米厚的夹层硅酸盐钢化玻璃，两块钢化玻璃的中间有一层聚乙烯醇缩丁醛（PVB）中间膜。钢化玻璃虽然防鸟撞效果不错，但是我国早期生产的PVB中间膜生产工艺不过硬，容易出现“小白点”，会造成透光率较低，飞行员的视野不够清晰。直到多年之后，在于对外交流合作之后，国产的PVB中间膜生产工艺才得到大幅提升。

随着时代的发展，飞机的设计慢慢趋向舒适和实用性，不再一味追求速度了，于是风挡玻璃也变得越开越大了，就有了视野良好的整体圆弧风挡玻璃，使得三片式风挡已经退出历史舞台了，于是塑料的风挡又回来了。根据塑料风挡抗冲击性较差的特点，可以通过两层聚甲基丙烯酸甲酯中间加一层PVB胶层，增加韧性来加强抗鸟撞的能力。

那这种塑料夹层圆弧风挡防鸟撞效果如何？这种风挡即使在空中高速撞鸟，都没有整体爆裂开，为飞行员阻挡了大部分的撞击力，极大地保持了机舱的气密性，从而保护了飞行员的安全。

我国在接触到国外先进的整体式风挡玻璃后，也迅速开展了相关的研究工作，终于研制出了DYB-3型非定向有机玻璃。知道我国哪款飞机首先用上了整体式风挡的吗？答案有点出乎意料，首款使用整体式风挡的国产飞机是K-8教练机，这款飞机在年首飞的时候就已经装上了整体式风挡，远比其他飞机早。

DYB-3型有机玻璃固然解决了我们有无整体式风挡玻璃，但是整体性能相比国外的产品还是稍落后，为了适应第三代飞机的技术要求，就必须要有更好的产品。经过相关研究机构的十余年奋斗，终于研究出了YB-DM-10交联定向拉伸有机玻璃，整体性能已经与国外的先进产品接近了，现已大量装备到歼-10飞机上了，这让我们的风挡原材料再摆脱了受制于人的局面。

在我们有了更好的产品之后，国外的研究也没有停下脚步，使用更先进材料风挡已经安装到新型的飞机上了。由于丙烯酸酯类材料耐撞击和耐热性能还不够理想，韧性和耐热性更好的聚碳酸脂（PC）材料就成了更佳的选择。其中典型的三代机F-16就采用了聚碳酸脂材料的风挡玻璃，虽然厚度只有12.7毫米，但是防鸟撞的能力却比丙烯酸酯类材料高一倍。正因为聚碳酸脂材料具有极佳的韧性，让F-16装上了无框一体化座舱盖，连风挡都取消了。

同样四代机F-22也是采用了聚碳酸脂材料制成的无框一体化座舱盖，但是F-22的座舱盖的生产采用注射成型法的新工艺，加工时间仅需1小时，比之前多层材料叠压成型工艺快了不知多少倍。

F-22由于一场故障需要对座舱盖进行切割，我们得以有机会观察得到这种座舱盖的真面目，还真像一块大塑料。

那我们的歼-20风挡玻璃的水平怎样呢？歼-20也是采用了无框一体化座舱盖，但是这个座舱盖不简单。该座舱盖的前部分采用较厚的透明件结构，具有一定的刚度和强度，抗鸟撞的性能达到了km/h（鸟重1.8kg），实现了座舱盖前向全区域抗鸟撞，性能优于三代机抗鸟撞的水平，达到了世界一流的水平。

现在民用客机的风挡大多也是聚甲基丙烯酸甲酯材料，也是采用多层材料叠压结构，可以承受1.8公斤的鸟在0.8倍音速下的撞击，但是这也不能一定保证万无一失。最外层的玻璃内侧安装有透明的导电覆盖膜用于加热除冰，但是如果加热不均匀，严重的时候会导致玻璃炸裂，容易酿成事故。加上风挡玻璃密封不严，导致风挡玻璃不能承受机舱内外压力差，从而产生爆裂。年的川航3U航班的空中客车的A飞机，就因为右风挡封严破损而出现放射状裂纹随后爆裂，差点导致飞机失事。客机的风挡还需要继续深入研制更好的产品。

目前世界上大多客机的风挡玻璃基本都是被PPG航空航天公司、GKNAerospace和sully这三家公司垄断，避免受制于人的局面，我们的大飞机必须要有自己国产的航空玻璃。我国的国产大飞机C就是采用了江苏铁锚玻璃股份公司的产品，前风挡进行了时速公里与3.6千克飞鸟相撞击试验，试验证明了我们的国产风挡玻璃经受考验了，性能远超国内外同类型现有的产品。

我们的航空玻璃起步是比较晚，从零开始是直接从国外引进成品，后来经过我们不断学习钻研，渐渐掌握了生产制造航空玻璃的方法，在经过我们的不断改良创新，最终能生产了出世界一流水准的产品。