為什么飛機窗戶是圓的?這里有個科學解釋

2021-01-14 18:32 人閱讀 來源:未知

 當你坐在飛機上的時候,你可能會思考這樣一個問題,為什么飛機上的窗戶總是圓的呢?它是航空公司的一個設計選擇嗎?或者說,這其中有一些科學方面的因素?答案其實非常簡單,不過,它背后的工程可一點兒也不簡單,下面我們來具體了解一下。首先,飛機上的窗戶并不總是圓形的。早期的飛機使用的是跟人們家里房子一樣的矩形窗口。然而,由于飛機變得越來越先進,為了減少飛行阻力、降低燃料的使用以及避免低壓層的氣流,它們飛得越來越高。其結果就是,飛機內部必須要進行密封加壓等措施,讓乘客在稀薄的空氣中保持舒適。

 
根據外媒ScienceAlert的報道,為了保證飛行方面的性能不受影響,經過加壓之后的機艙必須是圓筒形的,但是這反過來又會制造一個內部空氣和外界空氣之間的壓力差。隨著飛機飛得越高,這個壓力差就會越大,因此,飛機的機體會出現輕微的擴張,壓力會使得機身材料出現形變,在這樣的情況下,選擇合適的飛機窗戶形狀顯得尤為重要。
 
在一個完美的圓筒上,壓力會很順利的穿過材料,但是它的流動會被窗戶打斷,如果這個窗口是矩形的話,那么它對壓力流的打斷將會更加明顯。最重要的一點是,壓力會積壓在矩形窗戶的四個鋒利尖銳的角上,這有可能最終導致玻璃破碎以及機體受損。而如果窗戶是橢圓形的,壓力的分布就會更加平衡。
 
遺憾的是,一直到出現了兩架飛機墜毀的糟糕事故之后,工程師們才意識到,導致事故的罪魁禍首是矩形的窗戶設計。從那以后,所有的飛機都開始采用圓形的窗戶設計,以保護飛機機身的完整性,而它們也確實起到了應有的作用。同樣的原則也適用于貨船和艙室的門。當然,船舶和所有的航天器之所以采用圓形的窗口設計,是因為它們擁有更加出色的結構完整性。
 
除此之外,你可能還會想到一個問題,那就是出現在所有的飛機窗戶上的“透氣孔”。它其實和內部與外部壓力差所產生的壓力和張力有關系。
 
實際上,飛機上的每個窗口都由三層結構組成,而那個透氣孔的作用就是實現外層玻璃和中層玻璃之間的空氣壓力平衡。也就是說,只有外層的玻璃在承受著來自機艙的壓力,而中層玻璃則用于應付緊急狀況。


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