创新大唢呐|飞机舷窗藏着保命设计 今日热搜
新闻眼当你乘坐飞机时,透过机舱舷窗眺望云海,是否想过它为何总是圆润的造型?这背后藏着一场从“方”到“圆”的安全进化。更巧妙的是窗上还有一个不起眼的小孔——它既是气压的“调节器”,又是防雾的“呼吸孔”,默默守护着万米高空的清晰与安全。本期《创新大唢呐》为你揭秘这个舷窗上的巧思设计。
(资料图片)
飞机舷窗。图由AI生成
飞机舷窗为何是圆形或椭圆形?
商用客机的舷窗从最初的方形演变到椭圆形,改变外形的出发点就是为乘客的安全所考虑。随着飞行高度的增加,机舱需要加压维持较舒适的环境,机舱内的高压会作用在舷窗上。
研究发现,多边形(包括方形)的窗结构稳定性较差,在拐角处会承担更多压力,最终因为金属的疲劳导致结构出现问题。而圆形由于在各个方向上的结构相同,这种压力将被平均分散,极少出现从某一点发生崩溃的情况,所以飞机客舱的舷窗采用了现在所见的椭圆形。
视频来源:中国天气网
舷窗上为何会有小孔?
飞机窗户上的小孔是一种设计特征,它被称为“排气孔”或“通气孔”,主要作用是平衡客舱与窗户之间的气压,确保在航行过程中舱内压力只作用于外层玻璃,同时也防止窗户因气压差异而破裂,保障乘客安全。
小孔的基本工作原理
飞机窗户有三层,最外层叫结构层,它承载了大概在巡航高度上90%的压力,中间层承担一部分的压力,它主要的作用是保护外层。靠近旅客的这层就是装饰层、防磨层。在空中的时候外界气压是比较低的,大概0.2个帕,小洞其实就叫泄压保护孔,内外压差比较大,小孔就会平衡内层跟外层的压力。
当飞机爬升,外界气压急剧降低时,客舱内的高压空气会通过这个小孔,缓慢地流入内外层玻璃之间的空隙,确保大部分舱内压力由最坚固的外层玻璃承担,从而保护了内层和中间层玻璃,防止它们因压力过大而变形或破裂。让外层玻璃成为真正的“承重担当”,如果外层受损,中间层仍能暂时维持舱压,给飞行员赢得宝贵的应急时间,让飞机下降到安全高度。
小孔的其他妙用
防止窗户起雾和结冰
我们知道冬天家里的窗子常常一边热、一边冷,很容易起雾。飞机舱窗也会遇到类似情况:舱外温度在一万米高空可能低到零下50℃,舱内却有空调控制,温暖湿润。如果窗户几层之间空气封死,温差一大,就会凝结出水雾,甚至结冰。
一旦雾气或冰层出现,乘客看不清外面的风景倒是小事,但机组人员有时也需要通过舷窗观察机翼和发动机情况,如果窗户总是模模糊糊,那可就麻烦了。小洞的存在,就像在双层玻璃窗上加了一个小小的通气孔,它能让夹层和机舱空气相通,把湿气慢慢排出去,避免水汽积聚。内外层玻璃间的空气通过通气孔流动,能够使空气中的水汽凝结在通气孔附近,而不至于在窗户的其他位置起雾或结冰,遮挡窗户。可以使窗户始终清清爽爽,乘客拍照无障碍,机组也能随时观察外部情况。
帮助工程师们判断飞机舷窗是否漏气
我们知道,飞机座舱是一个加压环境。如果外层舷窗某个位置出现了细微裂纹或密封不严,舱内的空气就会顺着小孔喷出去,形成一股细小的气流。这股气流会冲刷外层舷窗的内壁,久而久之,在那个位置就会留下明显的痕迹,就像玻璃上被水冲过的水迹一样。维修人员只要看到这些痕迹,就能判断窗户是否存在漏气问题,还能大概推测出漏气的严重程度。其实,这就有点像家里水管接头漏水——水会在墙上留下印迹,提醒我们这里需要修补。飞机的小孔正是利用同样的原理,让潜在的问题自己冒出来,既不用复杂的仪器,又能及时发现隐患。
从舷窗的圆形设计到微妙的小孔,每一个细节都是航空工程师对安全的极致追求。它们默默守护着每一次飞行,让万米高空的旅途既安全又舒适。下次登机时,不妨留意这小小的舷窗,感受这小小科技为人类带来的安心。
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