霖着雨丬 4星
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叫舷窗
经常坐在靠窗位置的旅客肯定会注意到,飞机的舷窗都是圆角的,而不是像家里的窗户那样是直角矩形。这样设计是为什么呢?
其实,这种设计也跟现如今飞机越飞越高有关系。飞机在巡航高度时,客舱需要增压增温,才能让旅客舒适乘机。当飞机飞到一定高度后,机舱开始增压,会导致内部压力比外部高,所以机身会向外膨胀。物理学中有一个小知识,如果在一个物体上持续施加压力,到了临界点,物体就会断裂或破碎。以飞机来说,当内部压力持续往外推的时候,机壳就会胀裂。
这跟飞机窗户是圆是方有何关系呢?这就要讲到“应力集中点”。一般而言,在平滑的表面上,压力是平均分散的,但如果上面多了一个方形窗户,压力就会特别集中在窗户的四个角,这就是所谓的“应力集中”。应力集中通常发生在物体表面有尖角、孔洞、缺口、沟槽的地方,该处所受的应力会比其他地方更大。举一个简单的例子,如果你把一条粗细跟状态都相同的绳子剪出一个小缺口,并两端施力,先断裂的地方必定是缺口处。
在飞机机身这样一个完美的圆筒上,压力会很顺利地穿过材料,但是它的流动会被窗户打断,如果这个窗口是矩形的话,那么它对压力流的打断将会更加明显。最重要的一点是,压力会积压在矩形窗户的四个锋利尖锐的角上,这有可能最终导致舷窗玻璃破碎以及机体受损。而如果窗户是椭圆形或圆形的,压力的分布会更加平衡,能更好地保护飞机机身的完整性。
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