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        為什么飛機上的窗戶是橢圓形的

        2023-01-17 13:26:24米米
        發(fā)明與創(chuàng)新 2023年3期
        關鍵詞:橢圓形客艙內(nèi)力

        米米

        好奇鬼羅瑤:

        國慶節(jié)期間,我坐飛機去海南,在飛機上往外看,看到云朵像極了棉花糖,非常美。正看得入迷時,突然,我發(fā)現(xiàn)飛機上的窗戶全都是橢圓形的。為什么這些窗戶會被設計成這樣呢?

        小博士米米:

        你真是一個觀察細致的小朋友。其實,最開始飛機窗戶不是被設計成橢圓形的,而是像家里的窗戶一樣,是矩形的。

        圖1 通過飛機窗戶向外看(圖/千圖網(wǎng))

        圖2 飛機上的窗戶(圖/千圖網(wǎng))

        隨著科技進步,人們對飛機的飛行要求越來越高。要想減少低層大氣的氣流顛簸、減小阻力、降低燃油消耗,讓飛機飛得更高,設計者就得將客艙密封加壓,使乘客們感覺舒適。而飛機的飛行高度增加,客艙內(nèi)的空氣和機身外部空氣的壓力差就會增大。

        由于飛機客艙內(nèi)的壓力很大,如果窗戶為矩形的,窗戶的四個角會發(fā)生應力——物體由于外因(受力、濕度、溫度場變化等)而變形時,物體內(nèi)各部分之間產(chǎn)生的相互作用的內(nèi)力。當應力集中時,窗戶玻璃容易出現(xiàn)裂紋甚至被擠破。

        我們知道,飛機上不僅會載人,還會載物。飛機在飛行過程中承受著各種載荷,這都會對機身造成一定程度的破壞。當載荷過大且窗戶玻璃出現(xiàn)裂紋時,飛機很有可能斷裂。

        那橢圓形的窗戶就能防止飛機斷裂嗎?圓形、橢圓形等具有結(jié)構(gòu)完整性,雖然這種形狀的窗戶的四個角也會產(chǎn)生一定程度的內(nèi)力,但相比矩形,要穩(wěn)定得多。

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