大型轮船上的窗户,为什么都要设计成圆形的呢?

发布网友 发布时间：2022-07-14 00:40

我来回答

共4个回答

热心网友 时间：2023-09-14 09:24

单说说飞机吧，目前大部分喷气式客机的舷窗都是“长方形倒圆角”设计，并不是圆形啊，见下图:

看到了吧，就是长方形在四个角做了圆弧过渡而已。这种设计现代看来是一个很简单的结构力学问题，但是当年可是付出了“两次严重*，一家航空巨头衰落，英国首相丘吉尔为此蒙羞”的惨痛代价换来的。故事我们前后再说，我们先看几个方形窗户的例子:

上图这架螺旋桨飞机大长方窗户，视野一定很棒棒吧？

F-117“夜鹰”隐身战机乱入，虽然人家这不能叫舷窗，但是这长方形的窗户，大大的尖角还是很吸引人呐。

唔，这架客机的尖角方窗户，各位应该也是看的很清楚啦。下面我们将正式开启喷气式客机圆角窗户“悲惨”的升华之路。

经过二战洗礼的大英帝国，已经遍体鳞伤，这头被北美野牛和*毛熊夹在中间的不列颠小毛驴仍然倔强的不愿意认输。在当时，虽然军用航空技术已经蓬勃的发展起来，但是民用航空领域却依然惨淡，大多民客都是军机改装而成。颠簸的飞行旅程、螺旋桨的噪音、恶劣的乘坐环境，都让绝大多数人拒绝乘坐民用客机。

这个时候，英国航空巨头哈维兰公司站了出来，率先将喷气式发动机技术从军用领域应用到民机上，这样子喷气式客机的开山之作“彗星”（上图）就诞生了。该机安装四台喷气式发动机，能够飞上12000米高空进去平流层，避免恶劣天气造成的颠簸，时速接近800公里/小时，这样一下子就将当年一帮螺旋桨客机远远甩在了身后。

同时，彗星客机开创性的使用了加压客舱来对抗高空的低气压，这项技术直到今天仍然被各种客机采用。客舱内舒适豪华（上图），平稳又舒适的乘坐体验，一下子就成为“达官显贵”们追捧的对象，各国订单纷至沓来，本来照这样发展下去，那还有日后波音的事儿。

结果在前景一片看好的时候，危机也潜伏在幸福之中。

1954年1月10日，一架“彗星”客机从罗马飞往开罗，在途径额尔巴岛上空时，飞机空中解体，机上乘客全部遇难。*命令该型客机停飞，但是受到航空公司压力，仅仅两个月后就解除了停飞令。

1954年4月，彗星使客机再次从罗马起飞，然而再次于万米高空解体，坠入大海，乘客全部遇难。

时隔三个月，相同的高度，类似的失事方式，让意大利人慌了，英国*急了，哈维兰公司怕了，巨大的压力之下，英国首相丘吉尔下令皇家航空研究院介入调查，查明原因，挽回帝国声誉。结果又是建模型、坐加压水槽模拟机身负荷、试验机身蒙皮的疲劳寿命，一帮科学家+技术人员终于找到了答案:

客机的舷窗开口本来就要让蒙皮结构承受更大的应力，而加压客舱造成的内外压力差又产生额外的应力，方形窗户的尖角处又会造成应力集中（局部应力增高），在交变应力的作用下，舷窗尖角处会快速产生金属疲劳，然后产生裂纹，再然后蔓延发展最终造成飞机解体。

发现问题的根源以后，哈维兰公司立马着手改进舷窗形状，就是上图圆形。但是公司的声誉再也无可挽回，这也给了美国航空公司崛起的机会。

当然在我们今天看来，这是个很小的问题，在零部件可能发生集中的部位要倒圆角，采用圆弧过渡是一个机械设计方面的基本知识，但是飞机舷窗上发现这个问题却付出了如此惨痛的代价，令人唏嘘。此外，圆形虽然在某些方面是受力最均匀的形状，但是并不是客机这类特殊机体上开口的最优形状，这也就是今天我们见到的客机舷窗并非纯圆形的原因。至于其中的具体原理，我们以后再讲。

热心网友 时间：2023-09-14 09:24

热心网友 时间：2023-09-14 09:25

热心网友 时间：2023-09-14 09:25