乘飞机出行，不少旅客喜欢选择靠窗的座位。毕竟，从空中俯瞰地面的体验相当的好，窗外的风景也是美不胜收的。可是对于飞机上的窗户（学名叫作舷窗），还有哪些你不知道的知识呢？

  民航客机巡航高度往往在1万米左右，这个海拔高度的气压和温度都不适宜人类生存，只有把飞机客舱设计成密闭型的，同时为客舱增压，才可能正真的保证旅客在飞行途中的安全、舒适。

  我们知道：海拔越高，大气压越小，含氧量就越少，万米高空的气压大约是30千帕（1个标准大气压约为101千帕），含氧量只有海平面的30%左右。一般而言，飞机巡航时客舱内的压力会被增加到相当于海拔2400米~3000米的大气压力水平，温度也会调整至让旅客感到舒服的范围。客舱增压后，飞机内外的压力差很大，如果突然打开飞机窗户，或者窗户出现破裂，就会导致飞机舱内气压瞬间降低，舱内物品包括旅客都会被吸出窗外。即使没被吸出去，由于气压和温度骤降，人暴露在这样的环境下，瞬间就会有生命危险。

  此外，海拔每升高1000米，温度会下降6摄氏度。在万米高空，飞机外的温度为零下50摄氏度~零下30摄氏度，人在这样的温度下很快就会失去意识。民航客机的巡航速度在800千米/小时左右，在这种情况下打开窗户，巨大的风阻会把客舱内吹得七零八落。

  不少人都看过根据川航3U8633航班备降成都事件创作的电影《中国机长》，影片真实还原了飞机风挡爆裂脱落、客舱释压的瞬间：副驾驶半个身子一下子被吸出窗外，幸好有安全带绑着，又幸亏破裂的是正面风挡，他被风顶回了驾驶舱。如果是侧窗破裂被吸出去，副驾驶基本上没有生还机会。当时飞机在9800米高空，飞行速度为800千米/小时，风挡破裂后驾驶舱内温度骤降至零下40摄氏度，释压瞬间驾驶舱内没固定的物品几乎全被吸走，机长的平板电脑一下子就飞出窗外，各种仪表包括驾驶员身上的衣物都被大风破坏、撕裂。

  世界航空史上类似的飞机窗户破裂事件还有不少。1990年6月10日，英国航空一架飞机从伯明翰起飞后，驾驶舱一块风挡玻璃突然飞脱，并将机长上半身吸出机外，机组人员拼死拉住机长的双腿，最终由副驾驶驾驶飞机安全降落，机长才奇迹般生还。2018年4月17日，美国西南航空一架波音737型客机在巡航时，突然左侧引擎爆炸、碎片击碎舷窗，1名女性旅客半个身子被吸出窗外，最终伤重不治。

  经常坐在靠窗位置的旅客肯定会注意到，飞机的舷窗都是圆角的，而不是像家里的窗户那样是直角矩形。这样设计是怎么回事呢？

  其实，这种设计也跟现如今飞机越飞越高有关系。飞机在巡航高度时，客舱需要增压增温，才能让旅客舒适乘机。当飞机飞到一定高度后，机舱开始增压，会导致内部压力比外部高，所以机身会向外膨胀。物理学中有一个小知识，如果在一个物体上持续施加压力，到了临界点，物体就会断裂或破碎。以飞机来说，当内部压力持续往外推的时候，机壳就会胀裂。

  这跟飞机窗户是圆是方有何关系呢？这就要讲到“应力集中点”。一般而言，在平滑的表面上，压力是平均分散的，但如果上面多了一个方形窗户，压力就会特别集中在窗户的四个角，这是所谓的“应力集中”。应力集中通常发生在物体表面有尖角、孔洞、缺口、沟槽的地方，该处所受的应力会比另外的地方更大。举一个简单的例子，如果你把一条粗细跟状态都相同的绳子剪出一个小缺口，并两端施力，先断裂的地方必定是缺口处。

  在飞机机身这样一个完美的圆筒上，压力会很顺利地穿过材料，但是它的流动会被窗户打断，如果这个窗口是矩形的话，那么它对压力流的打断将会越来越明显。最重要的一点是，压力会积压在矩形窗户的四个锋利尖锐的角上，这有可能最后导致舷窗玻璃破碎以及机体受损。而如果窗户是椭圆形或圆形的，压力的分布会更平衡，能更好地保护飞机机身的完整性。

  而在发现这一点之前，人类已为此付出了沉重的代价。20世纪50年代，英国研制出人类历史上第一款喷气式民航客机——彗星（Comet）号，这款飞机不仅速度快（可达788千米/小时，这是当时其他客机无法相比的），而且采用密封式座舱，可飞得更高，平稳性和舒适性也是前所未有的。但是，1952年~1953年，“彗星”号接连发生了3次飞行事故。后来，事故调查报告数据显示，其失事原因是窗户角附近所承受的压力比预期高了非常多，而且机身所承受的压力也比之前实验的和预期的要高，而罪魁祸首主要是因为窗户的形状是正方形。由于彗星可飞行于万米高空，机舱的加压是必不可少的，频繁的加压使得结构金属疲劳，方形窗框应力集中于四角，四角的金属疲劳尤为严重，易产生裂纹，最后裂纹开裂，客舱释压，最后导致飞机解体。

  这之后，客机舷窗采取了圆形或设计有很大的圆角，圆角的舷窗虽然也造成压力不平均，但是压力点均匀分布在圆弧的各个点上，就不会产生像方形窗户那样应力集中的情形。

  其实，这个小孔叫“呼吸孔”，也可称为“通气孔”。飞机舷窗分内、中、外三层，呼吸孔位于中层玻璃的中下部，能够平衡夹层内的空气气压与舱内气压，防止中层玻璃破裂，并使所有的压力作用在外层窗户上。并且当飞机飞行在万米高空时，大气温度通常在零下50摄氏度，当窗户玻璃承受不同的压力或温度时，可能会产生水气，此时的通气孔能够最终靠“呼吸”来平衡湿度和温度等，避免玻璃起雾或结霜，给旅客提供清晰的视野。

  生活中，我们习惯说法为飞机舷窗玻璃，但舷窗却不是真的玻璃，这种透明材料叫作丙烯酸类树脂。这种树脂有比玻璃轻、坚韧性更强及加工方便等特点，飞机舷窗的三层都是树脂材料的，还具有一定的弹性。在这三层窗户中，外层窗户和中层窗户属于结构窗户。这些结构窗户的周边均用橡胶进行封闭并被安置在飞机的机身上。内层窗户，又被称作保护罩，处于乘客这一边，被安装在机舱的内侧。目的是当一层窗户出现破损的时候，不会影响整机的安全。这三层窗户的组合密封导致外层窗户和中层窗户之间留有微小间隙。这是两层窗户气隙设计的关键部分，其中外层窗户为主要结构窗户，承受着飞行过程中的机舱气压。能确定地说，这种组装形式构建了一个最安全的环境。这一组装能确保中层窗户受损后飞机还能安全着陆。维修手册还警告说，若中层窗户上有裂缝，那么客舱内不应继续增压。

  进入21世纪后，航空领域因为大量复合材料的使用进入了新纪元。波音787因为大量使用强度较大的复合材料，减少了结构加强件，所以波音787的窗户也增大不少。并且采用了“智能窗”技术，无须用手推拉机械式的遮阳板，按下电钮，就可以随心调节窗玻璃的色彩。这种智能控制透明度的智能窗户采用了电致变色材料，可以在电压作用下发生氧化还原反应，而不同的氧化还原态材料的吸收光谱不同，所以产生了深蓝、浅蓝和透明状态。飞机上利用这种原理，通过施加电压，控制材料的氧化还原状态而达到颜色变深变浅，控制窗户“开关”，还能控制半透明，不影响观看风景。

  说到波音787梦想飞机前所未有的大舷窗，就要讲讲为何一般飞机舷窗会很小。要知道，当年超音速飞机“协和号”的舷窗只有明信片那么大。这与飞机的结构有关，飞机机体主要由蒙皮、桁条、隔框等组成，彼此交错，横竖组合，相连在一起。舷窗嵌在其中，所以大小会受到限制。“协和号”由于需要超音速飞行，对飞机结构的要求更高，机体上的加强件连接也更密集，所以在当时的材料技术条件下，它的舷窗就只能往更小设计了。（《中国民航报》、中国民航网 记者柏蓓）