为什么飞机客舱的窗户是圆形的?

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【大纪元2025年12月07日讯】(大纪元记者陈俊村报导)也许你搭乘飞机喜欢坐在靠窗的座位上,因为这样可以欣赏沿途的风光。但你可曾注意到,飞机客舱里的窗户是圆的,没有四四方方的角,不像一般建筑物的窗户都是方的?为什么会这样呢?

据航空新闻网站“简单飞行”(Simple Flying)报导,现在飞机上所有客舱的窗户都是圆形或带有圆角的矩形,没有棱角分明的窗户。但并非一直都这样,最早的喷射客机配备的是方形窗户,直到上个世纪50年代发生了几起飞机空中解体事故,飞机制造商才将方形窗户改成圆形。

美国联邦航空管理局(FAA)指出,方形窗户是导致英国飞机制造商德哈维兰公司(de Havilland)所生产的彗星1型(Comet 1)飞机在1953和1954年发生三起空中解体事故的因素之一。

这三起事故都是飞机在飞行时突然解体,随即机毁人亡。调查发现,这些飞机的方形窗户所造成的应力集中远超过先前的计算结果。FAA说:“这些应力集中导致窗户拐角处的材料疲劳,进而迅速造成机身断裂。”

为此,德哈维兰公司等飞机制造商改用圆形窗户,而整个航空界也认定,飞机只能永远使用圆形窗户或带有圆角的矩形窗户。

座位
即便是方形的窗户,它的四个角也是圆的。(Shutterstock)

方形窗户在工程上的弱点

方形窗户的尖角会产生局部应力。相较之下,圆形或圆角窗户能消除应力集中,有助于机身在循环负荷作用下抵抗裂开。

由于飞机客舱处于加压状态,所以机身会承受向外膨胀的应力。机身上的每一个开口,例如窗户,都会破坏整体结构,造成应力集中。而边角就像放大镜一样,会放大应力。方形窗户在角落造成的应力集中程度可能比弧形窗户高出三倍,这取决于多种因素。

反复的加压(也称为循环)对机身老化的作用远大于飞行时数。30分钟的短程飞行和12小时的长程飞行造成的增压疲劳程度大致相同。这会影响机身蒙皮、铆钉线、搭接接头和框架。其中,承受最大压力差的门窗是疲劳最严重的部位之一。

美国阿罗哈航空(Aloha Airlines)一架波音737-200型客机曾于1988年发生上半部外壳破损事故,就是一个循环疲劳的例子。这架飞机并未完全解体,而且飞行员成功紧急迫降,挽救了机上所有人员的生命。

美国国家运输安全委员会(NTSB)认定该事故的原因是“机身蒙皮接合处严重脱离和疲劳受损”,这是反复加压造成的。而该飞机使用的圆形窗户并非这次事故的结构失效点。

除了使用圆形窗户之外,避免机身解体的另一个方案是完全不使用窗户。美国史派克航太公司(Spike Aerospace)正在研发的一款超音速公务机便取消了窗户,取而代之的是可提供全尺寸高清显示的数位萤幕。这有助于飞机承受超音速飞行带来的压力。

游轮舱房内的圆形窗户。(Shutterstock)

船舶传统上也使用圆形窗户

传统上,船舶的窗户也采用圆形设计。这也是基于相同的结构原因,但船舶在海上航行和飞机在空中飞行的物理特性并不完全相同。现代游轮通常配备大型矩形窗户,但这些窗户都经过加固,而且采用大半径圆角。

虽然船舶无需像飞机那样应对快速的加压循环。然而,在船体下部,窗户和船体本身需要承受海浪的持续冲击。在猛烈的风暴中,靠近水线的窗户会承受巨大的压力。而在水线以上的高处,窗户则需要应付强大的风力。

游轮上常见的方形窗户通常不是船体结构的一部分,它们只是其结构上比较不重要的上层建筑部分。

基于结构完整性的考虑,太空船的舷窗通常也是圆形,但有可能采用其它形状,例如梯形。梯形舷窗有助于飞行员观察周围环境,这对于对接和交会至关重要。而普通飞机驾驶舱的舷窗可能不是圆形的,但边角是圆角的。

值得一提的是,先前有女飞行员肯卡(Christine Cancar)透露,搭乘飞机时,坐在窗户旁边的乘客会有比较高的健康风险,因为“飞机的窗户不会过滤阳光中具有杀伤力的紫外线。”

由于老年人罹患皮肤癌的风险较高,所以当他们搭乘飞机时,最好不要坐在窗户旁边。(欲知更多详情,请点击女飞行员:年长者搭飞机 应避免坐在窗户边。)

另有资深女空服员弗格森(Linda Ferguson)说,当你坐在窗户边打盹时,绝对不要用窗户或墙壁支撑头部,这主要是基于卫生考量。(欲知更多详情,请点击听老牌空姐的话 搭机时别让头部靠着窗户。)

责任编辑:茉莉

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