船和飛機都是交通工具。

它們在執行時，船身，機身都會受到來自空氣和水的阻力。所有船體和飛機機身都在考慮到實際要求，儘量減輕總重量的前提下，用各種設計形式的內骨架來增強、抵消、外力對船體機身的破壞性力矩。

而這些既然作為交通工具，肯定得搭載人，而當人身處於船舶內艙，或者是飛機機艙時，肯定還得增加窗戶。以滿足通風、採光的需要。

而窗戶的結構，加上窗戶主體必須要採用諸如玻璃等等透光性強、而相對脆弱的材料。這樣對船舶和飛機的整體堅固程度會有很大的負面作用。

工程設計人員則首先在窗框上著手。在採用比船體、機身更加輕便、堅固材料的同時，大多采用圓形的窗框，因為圓形對有外應力影響時容易造成的材料結構性疲勞、變異的可能性最小！

現在我們明白了。為什麼船舶和飛機的窗戶基本上都是將窗戶做成圓形的原因了吧。

船艙的開口處專業叫水密設施。船艙在甲板上方，易遭遇大風浪的拍擊。所以，要求船艙結構要牢固，以免受損進水，危機船舶和人命。 為內部艙室的生活，要安裝舷窗，但同時要保證安全，故設定成圓形,這樣，能使開口處的艙壁受力（專業稱應力）分散，不至於被風浪擊打變形或打裂,因為圓形的窗子從中心到四圍的距離都是相等的 所以比起同是對稱型的方型或矩形受力更均勻呢。 注意：是先為圓形的開口，才設計圓形窗子。 現代大型船舶，由於甲板上層建築高，除下層艙室安裝圓形窗外，上面的大都安裝人性化的方形窗.

單說說飛機吧，目前大部分噴氣式客機的舷窗都是“長方形倒圓角”設計，並不是圓形啊，見下圖:看到了吧，就是長方形在四個角做了圓弧過渡而已。這種設計現代看來是一個很簡單的結構力學問題，但是當年可是付出了“兩次嚴重空難，一家航空巨頭衰落，英國首相丘吉爾為此蒙羞”的慘痛代價換來的。故事我們前後再說，我們先看幾個方形窗戶的例子:上圖這架螺旋槳飛機大長方窗戶，視野一定很棒棒吧？F-117“夜鷹”隱身戰機亂入，雖然人家這不能叫舷窗，但是這長方形的窗戶，大大的尖角還是很吸引人吶。唔，這架客機的尖角方窗戶，各位應該也是看的很清楚啦。下面我們將正式開啟噴氣式客機圓角窗戶“悲慘”的昇華之路。

經過二戰洗禮的大英帝國，已經遍體鱗傷，這頭被北美野牛和俄國毛熊夾在中間的不列顛小毛驢仍然倔強的不願意認輸。在當時，雖然軍用航空技術已經蓬勃的發展起來，但是民用航空領域卻依然慘淡，大多民客都是軍機改裝而成。顛簸的飛行旅程、螺旋槳的噪音、惡劣的乘坐環境，都讓絕大多數人拒絕乘坐民用客機。這個時候，英國航空巨頭哈維蘭公司站了出來，率先將噴氣式發動機技術從軍用領域應用到民機上，這樣子噴氣式客機的開山之作“彗星”（上圖）就誕生了。該機安裝四臺噴氣式發動機，能夠飛上12000米高空進去平流層，避免惡劣天氣造成的顛簸，時速接近800公里/小時，這樣一下子就將當年一幫螺旋槳客機遠遠甩在了身後。同時，彗星客機開創性的使用了加壓客艙來對抗高空的低氣壓，這項技術直到今天仍然被各種客機採用。客艙內舒適豪華（上圖），平穩又舒適的乘坐體驗，一下子就成為“達官顯貴”們追捧的物件，各國訂單紛至沓來，本來照這樣發展下去，那還有日後波音的事兒。結果在前景一片看好的時候，危機也潛伏在幸福之中。

1954年1月10日，一架“彗星”客機從羅馬飛往開羅，在途徑額爾巴島上空時，飛機空中解體，機上乘客全部遇難。政府命令該型客機停飛，但是受到航空公司壓力，僅僅兩個月後就解除了停飛令。

1954年4月，彗星使客機再次從羅馬起飛，然而再次於萬米高空解體，墜入大海，乘客全部遇難。時隔三個月，相同的高度，類似的失事方式，讓義大利人慌了，英國政府急了，哈維蘭公司怕了，巨大的壓力之下，英國首相丘吉爾下令皇家航空研究院介入調查，查明原因，挽回帝國聲譽。結果又是建模型、坐加壓水槽模擬機身負荷、試驗機身蒙皮的疲勞壽命，一幫科學家+技術人員終於找到了答案:客機的舷窗開口本來就要讓蒙皮結構承受更大的應力，而加壓客艙造成的內外壓力差又產生額外的應力，方形窗戶的尖角處又會造成應力集中（區域性應力增高），在交變應力的作用下，舷窗尖角處會快速產生金屬疲勞，然後產生裂紋，再然後蔓延發展最終造成飛機解體。發現問題的根源以後，哈維蘭公司立馬著手改進舷窗形狀，就是上圖圓形。但是公司的聲譽再也無可挽回，這也給了美國航空公司崛起的機會。

當然在我們今天看來，這是個很小的問題，在零部件可能發生集中的部位要倒圓角，採用圓弧過渡是一個機械設計方面的基本知識，但是飛機舷窗上發現這個問題卻付出瞭如此慘痛的代價，令人唏噓。此外，圓形雖然在某些方面是受力最均勻的形狀，但是並不是客機這類特殊機體上開口的最優形狀，這也就是今天我們見到的客機舷窗並非純圓形的原因。至於其中的具體原理，我們以後再講。

根據材料力學，物質內部存在相互作用內力——應力。

比如鑄造出來的機器零件，由於零件的溫度從高到低，並不是均勻降低，零件內部就有殘存應力。一般是放置在露天環境，透過自然作用慢慢消失。

在飛機和艦船上，製造材料也有應力。這個應力隨材料形狀而發生變化。

在外形變化平緩的地方，應力分佈比較均勻。在形狀有急劇變化的地方，應力會比較集中。材料上應力比較集中的地方容易發生疲勞，產生裂紋，直到發生結構破損，甚至斷裂。

比如來回反覆彎曲一根鐵絲，由於被彎曲的地方應力反覆集中，很快就會疲勞，出現裂紋，直到掰斷鐵絲。

在飛機舷窗處，如果是圓形孔洞，由於圓的半徑相等，圓形的應力分佈均勻。如果是矩形，在角部就會出現應力集中在情況。

即使是圓形孔，應力依然比其他地方大。就要在舷窗處用增加材料的方法加強，提高結構強度。一般舷窗都有一個比較粗大的窗框，一方面安裝玻璃，另一個作用就是分擔應力。

二戰時期的航母比較小，幹舷不夠高，如果像現在這樣把升降機設在兩舷，難以抵禦風浪。所以機庫升降機都設定在甲板中線，四周也增加了很多材料補足強度。現在的小型航母也是設定在甲板中間。如英國的無敵級。就是法國克萊蒙梭級，義大利加富爾號，也在前部甲板中間設定升降機。

哈維蘭彗星型客機是第一架商用型客機，於1952年開始服役。當時的舷窗就是設計成方形的。但是事實證明這是有重大缺陷的設計。

客機為了乘客的舒適會給機艙加壓，這在哈維蘭上就得到了應用。機艙內的高壓會作用在舷窗上，但是矩形結構穩定性較差，很容易在壓力的作用下遭到破壞。在致命的事故接連發生後，工程師們終於發現了這一嚴重問題，重新設計了哈維蘭的舷窗形狀，並改良了其他一些方面，這些措施也沿用至今。

主要是為了安全，其實最早的噴氣式客機的舷窗是方形的。1954年，英國海外航空781號航班和南非航空201號航班，兩起空難改變了這一設計。人類用了56條人命的代價才瞭解到方形舷窗易導致金屬疲勞。而圓形舷窗則很好的彌補了這一缺點。

提到噴氣式客機，不得不提哈維蘭彗星型客機，這也是世界首款噴氣式發動機客機。彗星式客機在1949年7月27日首飛，並與1952年5月2日交付於英國海外航空公司。我們從設計中可以看到，彗星式的噴氣式發動機埋在機翼根部，客艙內採用加壓式設計，方形的舷窗。方向懸窗是螺旋式客機的普遍設計，但設計師並不瞭解這一設計不適合噴氣機。

1954年1月10日，英國海外航空781號航班執飛羅馬至倫敦的航線，客機起飛不久便在地中海上空發生爆炸解體，客機上35名乘客和機組成員無一倖免。民航業隨即停飛了彗星式客機，由於客機墜入海中，此後的調查也沒有找出事故的真正原因，事故原因被推測為發動機爆炸或客艙失火，他們對彗星式的改進也主要是發動機和機上防火系統。3月，彗星式客機重返航線。

不幸的是，1954年4月8日，彗星式客機悲劇又來，這架客機也是在地中海上空巡航中失事。此次事故中，調查組動用潛水裝置打撈起客機殘骸，這次大家才瞭解到金屬疲勞是主要肇因。德哈維蘭將之後的機型舷窗全部改為橢圓形，這雖然從解決了客機安全性的問題，但卻失去了市場先機。尤其是1958年波音推出了自家首代噴氣式客機——波音707，這比彗星式更為先進、更大的載客量、更遠的航程和更低的運營成本。後來就再也見不到彗星式客機了。