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飞机窗户为啥是椭圆形 血和泪的教训让客机舷窗从方形变成椭圆形

2019-12-02 10:23:02

图,从dc-3方形舷窗到787椭圆形舷窗的演变历史

主要的安全和照明角度是圆形(椭圆形)舷窗。根据力学原理,椭圆形舷窗比其他形状的舷窗能承受更大的应力。此外,从数学角度来看,当周长固定时,圆的面积最大,这也保证了飞机的采光率,使乘客感觉更舒适。不难理解为什么飞机使用椭圆形(圆形)舷窗。

早期的舷窗是方形的,但随着喷气式客机时代的到来,人们对压力集中的意识仍然不足,导致第一架喷气式客机德哈维兰彗星(De haviland's Comet)连续两次空难,造成56人死亡。空难也成为飞机舷窗设计的里程碑。目前,椭圆形舷窗用于所有飞机。然而,由于大量复合材料的引入,波音公司最先进的“梦幻客机”787已经被设计成一种平窗框结构。787还引入了电致变色“黑色技术”,它也取代了传统的机械遮阳板。

照片:保存在博物馆的彗星方形舷窗的残骸。

从力学角度来看,椭圆形比其他形状能承受更多的拉力、压力和剪切力。当受到相同的外部应力时,这些力将集中在直角上。当应力达到一定程度时,舷窗角往往会开裂失效。这不仅会损坏舷窗,还会损坏机身的结构强度,影响航空安全。椭圆形舷窗完全不同。当它受到相同的应力时,它会将力均匀地分散到所有部分,使破坏力最小化。

彗星把人类带进了喷气旅行的时代,但在1953年两架客机在空中相继解体,这使得航空工业开始关注方形舷窗中的金属疲劳和应力集中。坠毁的直接原因是方形舷窗两个尖角处的应力过于集中,所以德哈维兰(De haviland)将彗星舷窗一个接一个地变成椭圆形,类似的事故再也没有发生。

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