为什么飞机窗户都是圆角的?
如果你曾经坐过飞机的靠窗座位,可能已经注意到窗户是圆角的。你有没有想过这是为什么?
答案很简单:保证飞行安全。
要了解背后的原因,我们需要回到1954年。那时,飞机制造业开始制造专门的民用客机。
自从莱特兄弟发明飞机以来,几乎所有的飞机都使用螺旋桨,这已经被证明适用和可靠。但是,螺旋桨无法令飞机飞得更快,而且具有巨大的噪音和振动,使得飞机的行程极不舒适。对于战斗机,这不是一个问题,但是对于民用航空,乘客舒适性是一个优先事项。
人们把目光转向喷气发动机,由于喷气发动机包含在外壳里面,因此不用考虑空气阻力,可以推动飞机穿过声障。而且,喷气式飞机相对安静,对乘客没有打扰。
1949年,英国航空业先驱 de Havilland 开设了自己的飞机公司,制造了第一架民用的喷气式客机,称为彗星飞机(comet)。
彗星飞机的机翼内装有四个喷气发动机,比传统的螺旋桨飞机速度高出近50%。而且,它具有增压舱设计,可以在高空保持跟平地一样的气压,带给乘客平稳舒适的乘坐体验。但是,有一个地方,它的设计跟传统飞机一样:它的窗户是方形的。
这架飞机立即在世界各地取得了成功,各国纷纷订购。可是,意想不到的事情出现了。在服役的第一年,就发生了两起飞机坠毁事故。1953年3月3日,加拿大航空公司的一架飞机坠毁,机上11人全部遇难。1953年5月2日,另一架飞机在印度坠毁,造成43人死亡。最初的调查都认为,这是飞行员错误引起的,而不是彗星飞机本身的问题,可以照常飞行。
接下来的1954年,又发生了两起坠毁事故。1954年1月10日,一架从罗马飞往伦敦的飞机坠毁,35人遇难。1954年4月8日,一架南非的飞机坠毁,21人遇难。
经过四起坠机事故,英国政府终于决定对彗星飞机展开彻底调查。调查人员怀疑,事故原因与气压有关。高空没有足够的氧气供人们呼吸,因此飞机内部是加压的,这就要求飞机是密封的,防止氧气泄漏。如果在高空,飞机有裂缝,内部的空气就会冲出来,力量之大,有时甚至会引起机身撕裂。
调查人员经过了各种测试,甚至将整个机舱浸没在一个巨大的水箱中,然后反复地加压和减压。他们终于找到了原因,一切都跟那些方形窗户有关。
当飞机内部反复加压和减压,数月之后,飞机金属机身的强度就会逐渐减弱,这叫做金属疲劳。机身的方形窗口会带来尖角,就会有叫做应力集中的过程,那些尖角处会变得比其他地方更脆弱,最终裂缝开始在那些角落形成。其中一个裂缝变得足够宽时,机舱内的压缩空气就会冲出来,从而撕裂飞机。
以前有过加压舱的飞机,但由于它们是螺旋桨驱动的,只能在较低的高度飞行,机身应力不那么严重。直到喷气动力的彗星飞机出现,飞机才能飞到更高的高度,使得机身应力超过了断裂点。可以这样说,彗星飞机的悲剧从第一天试飞就注定了。
彗星公司立刻将所有窗户改成了圆角,并且采取了其他安全措施。但为时已晚,它的声誉受到了致命的打击,航空公司不再愿意购买它的飞机。彗星公司最终在1960年将自己卖掉了。美国的波音公司和洛克希德公司虽然进入喷气式客机市场较晚,但被认为更加安全,从而带来了属于美国的喷气机时代。