机窗为什么是圆的(为什么窗户是圆的)

随着全球航天技术日新月异的发展,如今飞机已经成为人们出行的一个重要的交通工具。从最初的无动力滑翔机到今天的大型客机,人类用自己的智慧不断创造着奇迹。可是,经常乘坐飞机出行的人是否留意过飞机的机窗并不像家里的窗户那样是方形的,而是圆的。为什么机窗是圆的呢?

舷窗

飞机上的小窗户叫舷窗。它之所以设计成圆形的,并不是出于美学的考量,而是从飞机的安全性方面考虑设计而成。其实,历史上也曾有过方形的机窗,但是这种设计却曾导致坠机惨剧的发生。

机窗的演变

其实,飞机的窗户并不总是圆的,在航空业的初期,也有矩形的窗户,就像我们家里、汽车里那些窗户一样。然而,随着飞机变得越来越先进,人们让它飞得越来越高。为了避免低层大气的气流颠簸、降低阻力、减少燃油消耗,客舱必须密封加压,这种的情况下,方形的窗户就出问题了。1954年,一架飞机从罗马起飞二十分钟后解体并坠入地中海,机上35 人全部丧生,事故原因是集中在窗户角的压力过高而形成裂痕,飞行过程中增长而使飞机解体。事故的原因就在于机窗是方形的!

为什么机窗是圆的

英国皇家飞机研究院在一次测试中发现,高达70%的舱内压力都集中在这些机窗的尖角上。飞机达到一定高度以后,内部与外部的压力不同,客机机身会稍微地膨胀。但是方形窗户的角落不仅不能帮助飞机适应这种暂时性的膨胀,反而增加了飞机所承受的压力,于是飞机就在爆炸般的压力下引爆了。我们知道压力会从材料上连续而流畅地通过,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。相比之下,圆形机窗能够通过分散压力均匀受压,迅速的取代了方形机窗,成为了机窗的新标准。

圆形机窗的作用

圆形机窗的四个角可以很好的分解压力,减少裂缝或断裂的可能性。圆形的形状也更坚固,抵抗变形更强,为了保证飞行方面的性能不受影响,经过加压之后的机舱必须是圆筒形的,以便气压可以顺利的穿过材料,平衡压力。

机窗要承受一定的压力

在海拔35000英尺的高空,大气压约为3.4磅每平方英寸。人体在这么高的海拔和这么低的气压下无法正常工作,因此在客舱内,压力由人工维持在11磅每平方英寸左右(大约为在7000英尺的高空感受到的气压)。客舱内外的气压差异越大,飞机各部位承受的压力也越大,包括机窗。

圆形机窗的结构

每扇圆形机窗都由三层分工明确的玻璃组成:外层负责承受舱内加压带来的压力;中层是为以防外层破裂而设置的保险层;内层则充当画板,可供乘客随心所欲地涂涂抹抹。作为主要结构窗户,外层窗户承受了舱内增压带来的所有压力。内层窗户存在的意义是,为了以防外层窗户破裂而设置的故障保险设备,但外层窗户破裂的情况是很少见的。

机窗上小孔的作用

细心的旅客会发现机窗下方都有一个小洞,它是一个排放阀,位于中层窗户玻璃上,能平衡客舱与中层窗户和外层窗户之间的气压。确保外层玻璃能够很好的承受压力的冲击,同时保证中层的备用玻璃在紧急情况下能发挥作用。

飞机起落时为什么要打开机窗遮光板

如果应急出口灯及客舱照明因为某种原因不能使用,乘客可以利用通过舷窗照射进来的光线撤离。便于舱外的营救人员观察内部状况,进行施救。一旦发生意外,便于乘客选择逃生路线,飞机在水上迫降时,可能飞机一侧是陆地,一侧则是海水,乘客可以选择安全的一侧撤离飞机。还有,如果飞机着陆时发生差错,可能会发生爆炸,起火,乘客撤离前可以通过舷窗观察,以避开火源和浓烟。