搭飞机旅游时,你是否留意过,飞机机舱内的窗户都是椭圆形。这是飞机设计者的爱好,还是背後有什麽科学原理呢?
其实,飞机,或称飞行器刚问世的时候,窗户就和一般我们住家的窗没什麽两样。後来,当飞机变得愈来愈先进,它们飞得更高,一方面是为了避免较低层大气的不稳定气流,减少阻力,也可以降低燃料消耗。
於此同时,机舱内就必须加压,让乘客在稀薄大气层中依然舒适。
圆柱型机身可以让加压後的机舱适当运作,但随着飞机爬升,机舱内外的压力差异也愈来愈大。这时,飞机机身会稍微扩张,机身的各部位材质都会承受一定的压力,而椭圆形的窗户就可以扮演关键的平衡角色。
在均衡完美的圆柱状空间内,压力可以流畅地在物质中流动,但这样的流动会被窗户阻碍。
如果窗户是长方形的,对压力流的干扰尤其大,且压力可能集中在方形窗户的四个拐角,到了一定的程度後,这个压力最终可能让窗户碎裂,甚至破坏飞机机体。椭圆形的窗户,则可以比较平均的分摊压力。
根据BBC,不幸地,在历经两架飞机坠毁,和「一次史上最非凡的的科学试验後」,工程师终於发现,问题是在方形窗户,在那以後,椭圆形窗户成为飞机机舱的唯一选择。
後来,机舱门也都运用相同的原理,後来轮船和太空船也都装上了椭圆形窗户。
你或许也会想知道飞机窗户上的气孔有什麽作用。同样的,它也和管理压力有关。
飞机的每一扇窗户,其实都是由3层窗格玻璃组成,而窗格上的洞能让外层和中间层玻璃间的压力彼此平衡。因此,真正承受机舱压力的只有外层窗格。
来源:天下杂志
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