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  • 1 # 老鷹航空

    1、活塞式動力時代的飛機;

    在上個世紀五十年代之前,各種型別的運輸機或者客機都是使用活塞式發動機+螺旋槳的動力模式,飛行速度不快,300-600km/h之間,升限也只能在5000米以下高度飛行。這一時期運輸機和客機的舷窗並不是橢圓的,也不是圓形的,而是非常規矩的正方形或者矩形。

    2、噴氣式時代;

    進入到噴氣式動力時代之後,飛機的速度和升限高度都得到很大程度的提高。在這種情況下,傳統的矩形或者正方形舷窗就不是最可靠的設計了。一方面,因為飛機在飛行過程中,內外壓差比較大,內部保持約等於1個標準大氣壓的狀態,而外部氣壓只有1/5個標準大氣壓,從而舷窗需要承受由內而外的吸附壓力作用;另一方面,由於飛機一般採用半硬殼式機身結構,機身表面的鋁合金蒙皮雖然不承受垂直方向的作用力,但是需要承受空氣摩擦力,並將這一力和力矩傳遞到蒙皮內部的框板上,在此過程中,矩形開口或者正方形開口會在尖角處形成一個比較強的應力集中,容易產生結構破裂。

    正因為如此,在噴氣式時代到來之後各種型號的飛機機身舷窗基本上都變成了圓形或者是矩形進行了倒圓處理。

    3、現代的客機採用橢圓形舷窗;

    客機舷窗面積越大,雖然對結構設計不利,但是卻是能夠提高乘客搭乘舒適度和吸引航空客流的一種手段,因此飛機制造商都會在儘可能保障安全性的前提下增大舷窗面積,因此現在就非常流行這種所謂的“橢圓”舷窗,其實這種舷窗更像是一種比較修長的長方形舷窗,四個角採用了更大半徑的倒圓處理而形成的一種樣式。

    所以,飛機上的舷窗之所以變成如今的這種“橢圓形”,一方面是為了確保結構安全和可靠性,另一方面是為了提高舒適度。

    ——問題就回答到這裡了——

  • 2 # 何藥師詳談健康

      這是因為飛機隨著飛行高度的增加,作用在窗戶上的壓力就越來越大,窗戶內外壓差也就越來越大,採用圓形或橢圓形窗戶受力比較均勻,壓力能更流暢的運動,避免窗戶被不斷積累的壓力給擠破。如果是窗戶方形,四角沒有被弧化,窗戶四個角所受的壓力就會越積越大,導致擠破窗戶。所以民航客機,包括軍用運輸機的窗戶都要做成圓形和橢圓形,或者弧化的方形,以防止高空壓差導致窗戶破裂。

      商用客機的舷窗從最初的方形演變到橢圓形,改變外形的出發點就是為乘客的安全所考慮。隨著飛行高度的增加,機艙需要加壓維持較舒適的環境,機艙內的高壓會作用在舷窗上。研究發現,多邊形的窗戶結構穩定性較差,在拐角處會承擔更多壓力,而圓形由於在各個方向上的結構相同,這種壓力將被平均分散,極少出現從某一點發生崩潰的情況,所以飛機客艙的舷窗採用了現在所見的橢圓形。當然,並不是所有的軍用運輸機和客機的舷窗都是圓形或橢圓形的,還有少部分是矩形的,只是四個角被弧形化處理過。

      要知道,曾經就有過一款噴氣客機,出現過數起機毀人亡的事故,原因就是每次起落,加壓的客艙對方形的舷窗有一次載入,成為低周迴圈載荷,多次起落,造成金屬疲勞,在舷窗尖角處首先出現疲勞裂紋,最終導致飛機空中解體。當然,這也和早期的飛機飛行高度低,客艙不須加壓有關。所以,窗戶有時設計成方形。但是,隨著飛機速度的提高,機體在做各種機動動作時承受的應力提高,並且,特別是飛行高度的增加導致客艙需要加壓維持較舒適的環境,這對機體的抗壓能力提出了較高的要求。通常,結構的開口處是各種應力比較集中的地方,也是結構中最容易因應力的不斷變化而崩潰的地方。極容易出現從某一點發聲崩潰的情況。所以,現在飛機客艙的窗戶外形設計大多為圓形。

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