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为什么现代飞机窗户是圆的?

当你坐在飞机上的时候,你可能会思考这样一个问题,为什么飞机上的窗户总是圆的呢?它是航空公司的一个设计选择吗?或者说,这其中有一些科学方面的因素?答案其实非常简单,不过,它背后的工程可一点儿也不简单,下面我们来具体了解一下。首先,飞机上的窗户并不总是圆形的。早期的飞机使用的是跟人们家里房子一样的矩形窗口。然而,由于飞机变得越来越先进,为了减少飞行阻力、降低燃料的使用以及避免低压层的气流,它们飞得越来越高。其结果就是,飞机内部必须要进行密封加压等措施,让乘客在稀薄的空气中保持舒适。
根据外媒ScienceAlert的报道,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,但是这反过来又会制造一个内部空气和外界空气之间的压力差。随着飞机飞得越高,这个压力差就会越大,因此,飞机的机体会出现轻微的扩张,压力会使得机身材料出现形变,在这样的情况下,选择合适的飞机窗户形状显得尤为重要。
在一个完美的圆筒上,压力会很顺利的穿过材料,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更加明显。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,这有可能最终导致玻璃破碎以及机体受损。而如果窗户是椭圆形的,压力的分布就会更加平衡。
遗憾的是,一直到出现了两架飞机坠毁的糟糕事故之后,工程师们才意识到,导致事故的罪魁祸首是矩形的窗户设计。从那以后,所有的飞机都开始采用圆形的窗户设计,以保护飞机机身的完整性,而它们也确实起到了应有的作用。同样的原则也适用于货船和舱室的门。当然,船舶和所有的航天器之所以采用圆形的窗口设计,是因为它们拥有更加出色的结构完整性。
除此之外,你可能还会想到一个问题,那就是出现在所有的飞机窗户上的“透气孔”。它其实和内部与外部压力差所产生的压力和张力有关系。
实际上,飞机上的每个窗口都由三层结构组成,而那个透气孔的作用就是实现外层玻璃和中层玻璃之间的空气压力平衡。也就是说,只有外层的玻璃在承受着来自机舱的压力,而中层玻璃则用于应付紧急状况。
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关键词:飞机窗户
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