生活科技小知識:為什么飛機(jī)窗戶是圓的
當(dāng)你坐在飛機(jī)上的時(shí)候,你可能會(huì)思考這樣一個(gè)問題,為什么飛機(jī)上的窗戶總是圓的呢?它是航空公司的一個(gè)設(shè)計(jì)選擇嗎?或者說,這其中有一些科學(xué)方面的因素?
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科客點(diǎn)評:老實(shí)說,飛機(jī)窗戶真的感覺很別扭。而且用手指戳它感覺隨時(shí)都可以戳穿一樣。
當(dāng)你坐在飛機(jī)上的時(shí)候,你可能會(huì)思考這樣一個(gè)問題,為什么飛機(jī)上的窗戶總是圓的呢?它是航空公司的一個(gè)設(shè)計(jì)選擇嗎?或者說,這其中有一些科學(xué)方面的因素?答案其實(shí)非常簡單,不過,它背后的工程可一點(diǎn)兒也不簡單,下面我們來具體了解一下。
首先,飛機(jī)上的窗戶并不總是圓形的。早期的飛機(jī)使用的是跟人們家里房子一樣的矩形窗口。然而,由于飛機(jī)變得越來越先進(jìn),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(jié)果就是,飛機(jī)內(nèi)部必須要進(jìn)行密封加壓等措施,讓乘客在稀薄的空氣中保持舒適。
根據(jù)外媒ScienceAlert的報(bào)道,為了保證飛行方面的性能不受影響,經(jīng)過加壓之后的機(jī)艙必須是圓筒形的,但是這反過來又會(huì)制造一個(gè)內(nèi)部空氣和外界空氣之間的壓力差。隨著飛機(jī)飛得越高,這個(gè)壓力差就會(huì)越大,因此,飛機(jī)的機(jī)體會(huì)出現(xiàn)輕微的擴(kuò)張,壓力會(huì)使得機(jī)身材料出現(xiàn)形變,在這樣的情況下,選擇合適的飛機(jī)窗戶形狀顯得尤為重要。
在一個(gè)完美的圓筒上,壓力會(huì)很順利的穿過材料,但是它的流動(dòng)會(huì)被窗戶打斷,如果這個(gè)窗口是矩形的話,那么它對壓力流的打斷將會(huì)更加明顯。最重要的一點(diǎn)是,壓力會(huì)積壓在矩形窗戶的四個(gè)鋒利尖銳的角上,這有可能最終導(dǎo)致玻璃破碎以及機(jī)體受損。而如果窗戶是橢圓形的,壓力的分布就會(huì)更加平衡。
遺憾的是,一直到出現(xiàn)了兩架飛機(jī)墜毀的糟糕事故之后,工程師們才意識到,導(dǎo)致事故的罪魁禍?zhǔn)资蔷匦蔚拇皯粼O(shè)計(jì)。從那以后,所有的飛機(jī)都開始采用圓形的窗戶設(shè)計(jì),以保護(hù)飛機(jī)機(jī)身的完整性,而它們也確實(shí)起到了應(yīng)有的作用。同樣的原則也適用于貨船和艙室的門。當(dāng)然,船舶和所有的航天器之所以采用圓形的窗口設(shè)計(jì),是因?yàn)樗鼈儞碛懈映錾慕Y(jié)構(gòu)完整性。
除此之外,你可能還會(huì)想到一個(gè)問題,那就是出現(xiàn)在所有的飛機(jī)窗戶上的“透氣孔”。它其實(shí)和內(nèi)部與外部壓力差所產(chǎn)生的壓力和張力有關(guān)系。
實(shí)際上,飛機(jī)上的每個(gè)窗口都由三層結(jié)構(gòu)組成,而那個(gè)透氣孔的作用就是實(shí)現(xiàn)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(jī)艙的壓力,而中層玻璃則用于應(yīng)付緊急狀況。關(guān)注科客網(wǎng)官方微信kekebat,獲取更多精彩資訊。(威鋒網(wǎng),原標(biāo)題《飛機(jī)窗戶為啥是橢圓形?可不是好看》)
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