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第04版:科普
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2023 年 07 月 27 日 星期 放大 缩小 默认 
第六届重庆市公民科学素质大赛“赛”点知识

飞机的窗户为何都是圆角

刘峰汛

  经常乘坐飞机的人可能会有这样的疑惑:飞机的窗户为何都是圆角?有的飞机窗户是圆形,有的是椭圆形,但从未看见过矩形的飞机窗户。对于这个问题,重庆市科学传播专家团成员吴道明给出了详细的解答。

  其实,早期的飞机窗户有部分也是矩形。其中,最有代表性的就是1952年英国德哈维兰公司研制的“彗星”,这也是民用客机第一次以喷气式发动机作为动力的民用客机。然而,该机型曾有两架客机在空中解体,有13架发生事故而损坏。经调查发现,矩形的飞机窗户是导致该机型发生事故的重要原因之一。

  在飞机飞行的过程中,为了减小飞行阻力、降低油耗以及避免低压层气流,飞机往往会提高飞行高度。但随着飞机飞行高度的提高,飞机内部空气和外界空气之间的气压差也会越来越大。当窗户为矩形时,窗户的四个角会产生应力集中(应力指截面某一点单位面积上的内力),容易在内部产生破裂。此外,在飞机飞行的过程中,飞机会承受各种载荷,这都会对机身的材料造成一定程度的破坏。在载荷和内部裂纹的共同作用下,机身材料会发生变形,甚至断裂。

  考虑安全因素,圆角窗户可以分散压力。圆角窗户没有棱角,受到的压力会均匀地分布在弧形边框上,从而降低飞行过程中窗户破裂的风险。

  其次,圆角窗户也能够减少空气阻力。飞机在高空飞行时需要克服强大的空气阻力,而任何形状不合理的设计都可能影响机身的气动性能。圆角窗户可以减少空气流动时的阻力,从而提高飞机的燃油效率和速度。

  (本文科普知识点由重庆市科学传播专家团成员、重庆航天职业技术学院教授吴道明提供指导)

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