这就是超重要原因为什么「飞机窗户都是圆形」,这就是我们能够平安搭飞机的秘密!

你有想过为什么飞机的窗户都是椭圆形,而不像我们一般家中的窗户是方形的吗?这个问题听起来单纯,其实当中大有学问,还牵涉到飞机的演变呢!所以以下就来简单解释一下为何飞机的窗户会是椭圆形。   要探讨这个问题,得先讲到客机愈来愈普及之后,为了减少空气阻力、降

January 26, 2016
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你有想过为什么飞机的窗户都是椭圆形,而不像我们一般家中的窗户是方形的吗?这个问题听起来单纯,其实当中大有学问,还牵涉到飞机的演变呢!所以以下就来简单解释一下为何飞机的窗户会是椭圆形。

這就是超重要原因為什麼「飛機窗戶都是圓形」,這就是我們能夠平安搭飛機的秘密!
 
要探讨这个问题,得先讲到客机愈来愈普及之后,为了减少空气阻力、降低油耗以及减少乱流,飞机开始愈来愈往高空飞,飞机的机身也因此做了很多调整。

 

其中一项调整是机舱必须加压,好让旅客在内部能够生存,另一项是机身改为圆柱体,因为这样能承受较大的内部压力。但当时其中一项设计上的缺陷没有更改,就是窗户。

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当时的窗户是方形的。这之所以会造成问题是因为机舱经过加压,导致内部压力比外部高,所以机身会向外膨胀。

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而大家国中物理应该也学过,如果在一个物体上持续施加压力,到了临界点时,物体就会断裂或破碎。以飞机来说,就是当内部的压力持续往外推的时候,机壳就会胀裂。

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那为什么这个问题跟窗户形状有关呢?这就要讲到所谓的「应力集中」。
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在下面的图示中,可以看到在平滑的表面上,压力是平均分散的,但如果上面多了一个方形窗户,压力就会特别集中在窗户的四个角,这就是所谓的「应力集中」。

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应力集中通常是发生在物体表面有尖角、孔洞、缺口、沟槽的地方,该处所受的应力会比其他地方更大。举一个简单的例子来说,如果你把一条粗细跟状态都相同的绳子剪出一个小缺口,并两端施力,那最后断裂的地方必定是在缺口处。

 

接着回来看椭圆形窗户的状况,跟方形窗户相比,椭圆窗户虽然也造成压力不平均,但是压力点均匀分布在圆弧的点上,就不会有像方形窗户那样应力集中的情形。

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事实上,因为一开始改造客机的工程师都没意识到窗户的问题,还导致了3起飞机失事的悲剧,事后调查人员研究金属疲劳的原因,才发现方形窗户的角承受的压力比他们预期的高出许多,机身承受的压力也比原先估算的高。

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在调查结果出来之后,飞机的窗户才会被改成椭圆形的!
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来源:Youtube

真没想到飞机的窗户还有这么多学问!把这个有趣的小知识分享出去,让朋友长知识吧!

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