最浪漫的事，就是和你在飞机上数星星

风挡的受力就复杂一些，不仅有飞机舱内外的压力差，还有复杂的气动载荷。在严酷情况下，风挡受到的气动载荷与压差载荷方向相同，相互叠加，产生一个更大的合力。这可能与我们平时的感观有所不同，当我们迎风奔跑会感到迎面而来的“压力”，而气流对处在机头部位的风挡却是产生“气动吸力”

风挡还有一个特殊的地方，就是容易遭遇鸟撞。适航规定，飞机在遭遇鸟撞后，必须具备“能够成功地完成该次飞行”的能力，也就是说结构不能被破坏。适航规章对鸟撞作了详细规定，1.8公斤的鸟，与飞机相对速度为“海平面巡航速度VC，或2450米高度的0.85VC，两者取最严重情况”。“若以巡航速度600公里每小时计，相当于风挡要能够承受30吨左右的冲击力而不被破坏”，强度工程师刘铁权告诉记者。

▲ 风挡承受的压力更加复杂一些

与舷窗和风挡一样，天窗也要承受压差载荷，不同的是，天窗所在的机身上表面，还要承受一个航向的拉力。这是因为在惯性力和气动力共同作用下，飞机会形成机头和机尾向下、中机身向上的弯曲变形，导致机身上部受拉、下部受压。相对整个飞机尺寸，这个变形非常小，所以我们平时分辨不出来，但实际上会使机身上表面产生巨大的拉力。这个拉力与飞机大小成正比，飞机越大，拉力越大。

那天窗可能使用什么材料呢？前面提到天窗开在机身上方，要承受航向拉力，这个拉力与飞机大小成正比，在不同飞行姿态下拉力大小也不同。由于飞机设计时必须考虑最严酷情况，即便较小的公务机也要能够承受几十吨的拉力。一般的有机玻璃强度比较低，不太可能承受这么大的拉力。

无机玻璃强度比较大，但它有一个致命的缺点——脆，也就是说塑韧性低。和其他无机非金属材料一样，无机玻璃具有耐高温、高硬度、抗腐蚀等性能，但抗拉伸性能较低、塑形差。尤其是天窗还要与周边的金属蒙皮连接，会受到蒙皮传递的载荷，形成弯、剪等复杂的受力，塑韧性低的无机玻璃更是“难堪重任”。

无机玻璃不仅脆，还不具备损伤容限特性。金属蒙皮在产生裂纹后，裂纹扩展是一个相对缓慢的过程，在达到临界裂纹长度前，结构还具有足够的承载能力，所以金属蒙皮破坏前有足够的时间“预警”。而玻璃则有可能在毫无征兆的情况下碎裂，这对民用飞机而言实在是一个非常不好的特性。

▲ 飞机天窗必须要持续承受几十吨拉力，才能保证“完成每一次飞行”

那也许有的小伙伴要问了，风挡都能承受几十吨撞击力，天窗承受拉力有什么难的？风挡只是“可能”承受鸟撞带来的撞击力，而且被撞了之后只要保证“完成本次飞行”，目前通用的试验判据是保证最内层玻璃不损坏；而天窗是“一定”要承受几十吨拉力，而且这个力是持续存在，要保证“完成每一次飞行”。

至于天窗是使用了某种透明的新型材料，还是采用类似风挡的多层结构？飞宝只能说，没有试验就没有发言权~~~

根据公开报道显示，空客计划在未来推出的全景天窗飞机设计搭乘8名乘客，造价将超过1亿美元，是十足的“土豪专机”。为什么这么贵？相信天窗的适航验证就将花费不菲。

由于制作工艺不同，有机玻璃、无机玻璃这些透明件的可靠性低于金属材料，所以适航验证要求更加严格。目前，飞机上用到的玻璃是按照4倍压差载荷进行考核，而机体金属材料只需要按2倍压差载荷考核。至于将来的天窗，可能是其他飞机没有使用过的新材料，其适航验证工作量会非常大，需要从材料级别到整机级别全面验证。

不仅可靠性低，透明件对于温度还格外“敏感”，飞机运营环境从零下55度到70度，透明件必须验证在不同温度下材料的各种性能都符合使用要求。以前飞机上从来没有开过天窗，适航审查一定会格外谨慎，毕竟在万米高空天窗出个“意外情况”可不是什么好事情。