为什么「飞机窗户」是圆形而不是方形? 原来它就是我们能平安搭飞机的秘密!

你有想過為什麼飛機的窗戶都是橢圓形，而不像我們一般家中的窗戶是方形的嗎？這個問題聽起來單純，其實當中大有學問，還牽涉到飛機的演變呢！所以以下就來簡單解釋一下為何飛機的窗戶會是橢圓形。

要探討這個問題，得先講到客機愈來愈普及之後，為了減少空氣阻力、降低油耗以及減少亂流，飛機開始愈來愈往高空飛，飛機的機身也因此做了很多調整。

其中一項調整是機艙必須加壓，好讓旅客在內部能夠生存，另一項是機身改為圓柱體，因為這樣能承受較大的內部壓力。但當時其中一項設計上的缺陷沒有更改，就是窗戶。

當時的窗戶是方形的。這之所以會造成問題是因為機艙經過加壓，導致內部壓力比外部高，所以機身會向外膨脹。

而大家國中物理應該也學過，如果在一個物體上持續施加壓力，到了臨界點時，物體就會斷裂或破碎。以飛機來說，就是當內部的壓力持續往外推的時候，機殼就會脹裂。

那為什麼這個問題跟窗戶形狀有關呢？這就要講到所謂的「應力集中」。

在下面的圖示中，可以看到在平滑的表面上，壓力是平均分散的，但如果上面多了一個方形窗戶，壓力就會特別集中在窗戶的四個角，這就是所謂的「應力集中」。

應力集中通常是發生在物體表面有尖角、孔洞、缺口、溝槽的地方，該處所受的應力會比其他地方更大。舉一個簡單的例子來說，如果你把一條粗細跟狀態都相同的繩子剪出一個小缺口，並兩端施力，那最後斷裂的地方必定是在缺口處。

接著回來看橢圓形窗戶的狀況，跟方形窗戶相比，橢圓窗戶雖然也造成壓力不平均，但是壓力點均勻分布在圓弧的點上，就不會有像方形窗戶那樣應力集中的情形。

事實上，因為一開始改造客機的工程師都沒意識到窗戶的問題，還導致了3起飛機失事的悲劇，事後調查人員研究金屬疲勞的原因，才發現方形窗戶的角承受的壓力比他們預期的高出許多，機身承受的壓力也比原先估算的高。

在調查結果出來之後，飛機的窗戶才會被改成橢圓形的！

真沒想到飛機的窗戶還有這麼多學問！把這個有趣的小知識分享出去，讓朋友長知識吧！

来源: teepr

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