为什么飞机的窗户是圆的?

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我们之中可能没有人想到过飞机窗户这回事,当然在飞行过程中思考如何为它的照片添加边框以发布在Ins账号上除外。你或许不知道,将这些窗户的形状从方形改成圆形却是商业航班中最重要的创新之一。

Real Engineering最近在一个视频中解释道,飞机发动机和密封舱使得飞机能够在更高的海拔中飞行。第一架民用飞机哈维兰彗星型客机(de Havilland Comet)便充分利用了这两个当时的最新技术,并于1952年5月2日首次搭载乘客飞行,当时飞行高度达到了35000英尺(10668米),时速达到了每小时460英里(约740公里),一时难以超越。

但是没超过一年,就发生了三个灾难性的事故,其中两个使得飞机在飞行过程中就开始“解体”。在客舱事故的原因调查出来之前,所有的彗星系列客机都被禁止飞行。之后工程师们发现机身存在很大的结构问题,这一结构无法承受座舱增压带来的持久压力。Smithsonian写道:

“反复增压使得机身分裂。在飞机顶部的窗户角落开始产生裂痕,而这正是无线电天线放置的地方,并且将持续8英尺(约2.4米)长,从窗户框开始一路延伸…在更高的海拔上,经过了许多的加压循环之后,彗星系列客机机身便失去了承受空气高压的能力,于是飞机就在爆炸般的压力下引爆了。”

彗星系列客机的窗户是方形的,事后看来这是个极大的设计缺陷。达到巡航高度以后,飞机内部与外部的压力不同,因此客机的机身会稍微地膨胀。但是窗户的角落不仅未能帮助飞机适应这一暂时性的膨胀,反而增加了飞机所承受的压力。Real Engineering解释道:

“压力会从材料上连续而流畅地通过,但如果受到障碍物的阻挡,比如窗户,它就得改变方向,这就使得压力在某一个具体的点上聚集起来。这就是所谓的应力集中。”

很快,飞机的窗户就进行了重新设计,改成了我们更加熟悉的椭圆形,但是对于彗星系列客机来说就太晚了;彗星1号再也没有飞过,重新设计之后的新机型彗星2号和彗星3号从没搭载过乘客。