چرا پنجره های هواپیما گرد است؟

در اولین طراحی و در روزهای اولیه حمل و نقل هوایی، هواپیما ها دارای پنجره مستطیل شکل درست مثل پنجره خانه خود بودند. با این حال، همانطور که هواپیماها، پیشرفته تر شدند، پروازهای بالاتری را به چند دلیل، انجام دادند: برای جلوگیری از اغتشاش در جو پایین تر، به منظور کاهش کشش  و با هدف کاهش مصرف سوخت. در نتیجه، کابین ها باید برای راحتی بیشتر مسافر در جو رقیق، فشرده تر شوند.

کابین تحت فشار، باید به منظور درستی کار، شکل استوانه ای داشته باشند و به نوبه خود، باعث ایجاد اختلاف فشار هوا در داخل و خارج شوند که افزایش می یابد، همانطور که هواپیما، بالاتر می رود. بدنه هواپیما، گسترش می یابد و در نتیجه، تنش و کشش، روی بدنه اعمال می شوند – و این در حالی است که شکل پنجره ها بخش مهمی از معادله می باشد.

روی سیلندری کاملا گرد، فشار، هموار در ماده، در جریان است، جریانی که با وجود پنجره، قطع می شود. در صورتی که پنجره، مستطیل شکل باشد، وقفه در جریان فشار، قابل توجه تر است و فشار، روی گوشه های تیز، ایجاد می شود – فشاری که در نهایت می تواند باعث خرابی شیشه و ترک خوردن بدنه هماپیما شود. اگر پنجره، بیضی شکل باشد، سطوح فشار، به طور مساوی تر، متعادل می شوند.

متاسفانه، دو سقوط هواپیمایی را داشته ایم و “یکی از مهم ترین بخش های کارهای علمی، تا کنون انجام شده است” قبل از اینکه مهندسان، مشکلاتی را در نظر بگیرند که پنجره های مربع ایجاد می کنند، همانند گزارشات بی بی سی. تمام هواپیما های آینده، برای حفاظت از یکپارچگی بدنه، با پنجره های گرد طراحی شدند و تا کنون به همین مدل، باقی مانده اند. همین اصول، برای درب های باری و کابین نیز بکار می روند و البته، پنجره دایره ای شکل، در کشتی ها و سفینه های فضایی نیز به دلیل تمامیت ساختاری بزرگتر آنها، دیده می شوند.

همچنین ممکن است در مورد “روزنه استراحت” نیز متعجب باشید که در تمام پنجره هواپیماها دیده می شود. دوباره، با مدیریت فشار و تنشی انجام می شود که بین فشار داخلی و خارجی، ایجاد می گردد. همانطور که رابی گونزالس در io9 توضیح می دهد، هر پنجره، در واقع، از سه لایه ساخته می شود و حفره، فشار هوا بین پانل های خارجی و میانی برای رسیدن به تعادل را امکان پذیر می کند. در نتیجه، فشار داخل کابین است که تنها برای پنجره بیرونی استفاده می شود، با پنجره وسط برای مواقع اضطراری.

بنابراین اگر شما برای بحثی جزئی، تردید دارید، دفعه بعد که در کنار غریبه ای در پروازی نشستید، می توانید او را با برخی دانش مهندسی آگاهانه، متعجب نمائید.