Số lượng công ty sản xuất cửa sổ máy bay trên thế giới rất ít (sản phẩm chủ yếu đến từ tập đoàn lớn như PPG Aerospace, GKN Aerospace, và Saint-Gobain Aerospace) do những yêu cầu cực kỳ khắt khe trong ngành hàng không. Máy bay hoạt động ở độ cao có chênh lệch áp suất cực lớn giữa bên trong khoang và bên ngoài. Cửa sổ máy bay phải chịu lực căng khổng lồ và chịu mỏi vật liệu qua hàng nghìn chu kỳ bay mà không nứt vỡ.
Theo Plastics Engineering, cửa sổ máy bay thường được chế tạo từ nhiều lớp acrylic kéo căng hoặc polycarbonate kết hợp kính cường lực. Loại vật liệu này cung cấp độ bền cơ học, trọng lượng nhẹ và trong suốt, có thể chịu chênh lệch áp suất lớn trong suốt chuyến bay. Hình dạng oval đặc trưng của cửa sổ đóng vai trò quan trọng trong phân phối áp lực, giảm thiểu hiệu quả những điểm tập trung sức ép có thể dẫn đến hỏng hóc cấu trúc và giảm độ kiên cố của máy bay. Phần lớn cửa sổ khoang hành khách được chế tạo từ nhiều tấm riêng biệt với lớp khí kẹp giữa, bao gồm tấm an toàn có thể bảo vệ bên trong ngay cả khi tấm phía ngoài bị hỏng.
Đóng vai trò trung tâm trong thiết kế cửa sổ máy bay là lỗ thông khí nhỏ giúp cân bằng chênh lệch giữa áp suất bên trong khoang với áp suất thấp hơn ở bên ngoài. Hơn nữa, lỗ nhỏ có thể ngăn ngừa quá trình ngưng tụ hơi nước, đảm bảo hành khách có tầm nhìn rõ ràng và tăng độ thoải mái tổng thể của cabin.
BBC cho biết so với cửa sổ khoang hành khách, cửa sổ buồng lái có thiết kế khác biệt hoàn toàn. Chúng thường được làm từ kính và gia cố hóa học bằng cách thêm kali. Quá trình này liên quan đến việc thay thế các ion natri nhỏ bằng ion kali lớn hơn, giúp lấp đầy cấu trúc phân tử của kính. Sau khi nguội đi trong quá trình sản xuất, lớp kính nén lại thành một cấu trúc chắc chắn và chặt chẽ hơn. Một số máy bay mới nhất có cửa sổ buồng lái được uốn cong, giúp máy bay có hình dáng khí động học hơn, cải thiện hiệu suất nhiên liệu. Tuy nhiên, cửa sổ buồng lái cong rất khó chế tạo, chỉ cần một chút biến dạng hoặc khiếm khuyết nhỏ nhất cũng rất dễ phát hiện.
Cửa sổ máy bay phải trải qua quy trình sản xuất thử nghiệm nghiêm ngặt tương tự phần thân hoặc động cơ, bao gồm thử nghiệm va chạm với chim. Brent Wright, giám đốc kinh doanh toàn cầu của công ty PPG, chia sẻ với Forbes, máy bay thương mại cần chịu được va chạm với một con chim nặng 1,8 kg ở tốc độ từ 463 đến 648 km/h. Ngoài chịu áp suất, nhiệt độ và va chạm với chim, cửa sổ máy bay còn phải vượt qua thử nghiệm về độ bền hóa học (khả năng kháng hóa chất như dầu thủy lực hoặc nhiên liệu phản lực) cũng như chịu được xói mòn do mưa. Một sai sót nhỏ trong sản xuất có thể dẫn thảm kịch phá hủy cấu trúc thân máy bay.
Cửa sổ khoang hành khách trên máy bay Boeing 777X. Ảnh: Boeing
Mỗi mẫu cửa sổ phải trải qua hàng loạt thử nghiệm khắc nghiệt mô phỏng áp suất lớn gấp nhiều lần thực tế và phải nhận được chứng từ các cơ quan quản lý hàng không cũng như nhà sản xuất máy bay (Boeing hoặc Airbus). Quá trình sản xuất đòi hỏi công nghệ vật liệu tiên tiến, kiểm soát chất lượng tuyệt đối và chuỗi cung ứng ngặt nghèo, do đó những công ty nhỏ khó có đủ tiềm lực tài chính lẫn kỹ thuật để đáp ứng.
Tập đoàn PPG có trụ sở tại California, Mỹ là một trong những nhà sản xuất cửa sổ máy bay lâu đời nhất thế giới. Thành lập vào năm 1883, công ty này chủ yếu lắp đặt các tấm kính hiệu suất cao trên máy bay thương mại, máy bay chiến đấu, máy bay thương gia và có chuyên môn cao về kính chắn gió buồng lái. Phòng thí nghiệm của PPG đã phát triển vật liệu trong suốt tiên tiến Opticor với đặc tính chống va đập và ngăn chặn vết nứt lan rộng, có thể được sử dụng trong sản xuất cả kính chắn gió buồng lái và cửa sổ khoang hành khách.
An Khang tổng hợp