造汽车出身的福特公司,就把Ford Trimotor的客舱做成了豪华汽车的样子;三十年代末,道格拉斯公司的DC-3,窗子的形状大小就跟高铁的窗户很像。
飞机窗户小,是机体强度问题
随着航空技术的发展,飞机也越飞越高,可以飞上万米高空。
现代大型喷气式客机的巡航飞行高度普遍在3万英尺以上,此处大气压力只有海平面的不到3成,普通人根本无法忍受。
因此,为了保证乘客的舒适及人身安全,需要给机舱增压。客机使用的是全密闭增压舱,一般维持在0.75个大气压左右,相当于海拔2500米。
在3万英尺高度,飞机增压舱和外部的压力差达到了0.5个大气压,也就是每平方厘米0.5公斤。
一般的客机舷窗尺寸大约为宽30cm,高45cm,也就是巡航飞行时压在舷窗上的压力达到了675公斤。
想象一下这么小的舷窗上已经相当于压着一头棕熊了,然而这个舷窗的材料无非是内层一层有机玻璃,外层是双层玻璃而已,这对玻璃制造业太有挑战性了!
玻璃的强度不如机身其他部位,所能承受的压力也有限。但如果不安装窗户,旅客的乘机体验就太差了。折中下来,只有把飞机窗户做得小一点。
飞机窗户为什么是圆形?
早期飞机飞行高度低,客舱不需加压,机身需要承受的各种应力也比较小,窗户有时设计成方形。
但是随着飞机速度的提高,特别是飞行高度增加导致客舱需要加压维持比较舒适的环境,这对机体的抗压能力提出了较高的要求。
的
通常,结构的开口处是各种应力比较集中的地方,也是结构中最容易因应力的不断变化而崩溃的地方。
研究发现,多边形(包括方形)的窗户,在拐角处更容易集中应力(70%舱内压力都集中在机窗的尖角上),最终因为材料疲劳导致结构的崩溃。
如果现在的民用客机采用方形窗户,窗户的四个角容易因金属疲劳引发破损,导致客舱失压。
而圆形的窗户,在各个方向上的结构相同,应力将被平均分散,极少出现从某一点发生崩溃的情况。
当然,随着机体材料的不断更新迭代,大量复合材料的投入使用,使大窗户不再只停留在想象中。但商用客机最需要考虑的就是经济性,目前客机窗户正好做到符合如今最经济性下的最大面积。
当然啦,现在的客机上是有大窗户的,只不过咱一般人也进不去~
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