为什么飞机的舷窗都是圆角的？不是方的？

如今，飞机已经成为了我们日常出行不可或缺的交通工具，有些小伙伴在坐飞机时可能会发现，飞机的窗户都是圆形或者椭圆形的。

为什么飞机的窗户不是我们常见的方形窗户呢？飞机的窗户为什么要这样设计，难道仅仅是出于美学的考量吗？事实上，这里有很大的学问。同时，也是经过惨痛的教训得来的经验。

其实，最初的飞机舷窗并不是圆角的，而是方形的。1952 年英国德哈维兰公司研制的“彗星”，横空出世，这也是第一架以喷气式发动机作为动力的民用客机。这款飞机不仅速度快，而且采用密封式座舱，可飞得更高，平稳性和舒适性也是前所未有的。人们本以为这架客机的出现会是客机的一次历史性突破，但事实却不尽如人意。

从 1952 年 10 月到 1954 年 4 月短短 18 个月的时间里，17 架“彗星”在飞行中，竟有 6 架相继发生事故，有 99 名旅客和机组人员遇难。

在 1954 年 1 月 10 日，一架从罗马钱皮诺机场起飞的“彗星”在起飞 20 分钟后解体并坠入地中海，机上 35 人全部丧生。没有人目睹这场灾难，只有一些不确定、不完整的无线电信号留给了人们，也没有明显的什么理由来解释飞机的坠毁。当时的英国首相丘吉尔说“要不惜一切人力物力来揭开‘彗星’坠毁的谜团。”

经过一番努力，调查人员认为金属疲劳很可能是造成事故的原因，因此进行了机身表面的张力测试。测试结果表明窗户角附近所承受的压力比预期高了非常多，而且机身所承受的压力也比之前实验的和预期的水平高，其原因仅仅是窗户的形状是正方形的。

为何方形机窗会成为罪魁祸首呢？

原来，由于“彗星号”喷气式客机飞行速度快，飞行高度高，所以起降和飞行过程中为了保证乘客舒适，密闭的机舱内需要不时地增降气压，这也导致机体在无形中随之产生弯曲和伸缩。长此以往，就会导致机体金属疲劳，产生失稳现象。

根据材料力学知识我们知道，矩形窗户在面对高压的时候，四个角上的应力容易集中，也是最脆弱的地方，导致内部产生纹裂。在载荷和内部裂纹的共同作用下，机身材料将发生形变，甚至断裂。而把窗口设计成圆角则可以减少应力不均的问题，所以现在飞机普遍都采用圆角窗户。

这个设计细节在当时是如此容易被忽视，以至于来自竞争公司波音和道格拉斯的代表都表示，他们的飞机设计工程师本来也没有考虑到这一点，如果“彗星”不是第一架因此解体的飞机，他们的飞机也可能成为第一架。于是在这次事故之后，飞机的窗户都设计成了圆角。

机窗还有哪些其他的“玄机”？

细心的小伙伴可能还观察到飞机的窗户上一般会有孔，飞行于万米高空的飞机莫名开了个洞，听起来似乎相当危险。但飞机窗户上的微小孔洞其实是特意设计的，不仅不危险，还起着保护机内人员安全的关键作用，它也有自己的名字叫作“透气孔”。

事实上，飞机上的每个机窗窗口都由三层有机玻璃组成，主要材料为丙烯酸纤维。外层窗玻璃直接与外界接触，内层窗玻璃位于乘客一侧，而透气孔则位于中间层窗户上。

由于机舱内外部压力不同，有了这个小洞，机舱内的较高气压可以直接作用在最外层玻璃上，当小洞的调节作用达到极限时，最先破裂的玻璃也会是最外面的那一层。这样就能保证机舱还是封闭完整的。而且，它还可以起到防雾排湿的作用，让我们在飞机上能够畅览云上美景。

参考文献

[1]https://mp.weixin.qq.com/s/jVRspidxP616jSQeY_qMQA

[2]https://mp.weixin.qq.com/s/t-1LuHrvS7aFiYMC3K3kDg

[3]https://mp.weixin.qq.com/s/4wdhPqiVae7TDnVDTHkUtg

[4]https://mp.weixin.qq.com/s/ouiXlma4gMmyWrOMFC7Wgw

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来源丨力学科普

责编丨杨雅萍

审校丨徐来、林林