@ 2015.05.13 , 09:25

飞机窗户上为什么会有个小孔?

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曾有人在网上发帖问飞机窗户上的小孔的作用及功能。名为Pygmalion的用户回复说:“飞机窗户上的孔是为了平衡玻璃间隔和客舱内的气压,防止内层玻璃破裂。”还有其他人也回答了这个问题,他们的答案要么全对要么部分正确,可对于不熟悉飞机构造或相关术语的人来说,这些答案仍然令他们一头雾水。

为了了解详情,我(原)找到了GKN航空(全球客机窗户设计研发和制造的领头者)技术主任Marlowe Moncur。我还拿到了波音737(航空历史上用得最多的喷气式客机)维修手册的副本,其中一些插图有助于人们理解通气孔的作用。

大多数商用飞机的客舱窗户均由外层、中层和内层玻璃组成。和你想的一样,这些名称取决于你身处飞机的内部还是外部。这三层玻璃的材料均为丙烯酸纤维,这种合成树脂因其材料透明度和弹性而广受称赞,不过这三层窗户中只有外层窗户和中层窗户属于结构窗户。这些结构窗户的周边均由橡胶进行封闭并被安置在飞机的机身上。内层窗户,又被Moncur称作保护罩,处于乘客这一边,被安装在机舱的内侧。波音737的三层窗户分解图如下所示:

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这三层窗户的组合密封导致外层窗户和中层窗户之间留有微小间隙。Marlowe表示这是两层窗户气隙设计的关键组成部分,其中外层窗户为主要结构窗户,承受着飞行过程中的机舱气压。

主要结构窗户是什么意思?在海拔35000英尺的高空,大气压约为3.4磅每平方英寸。人体在这么高的海拔和这么低的气压下无法正常工作;因此在客舱内,压力由人工维持在11磅每平方英寸左右——大约为你在7000英尺的高空感受到的气压。客舱内外的气压差异越大,飞机各部位承受的压力也越大,包括它的窗户。

外层窗户是最主要的结构意味着在正常情况下,外层窗户承受了舱内增压带来的所有压力。Moncur表示内层窗户很多余,它存在的意义是为了以防外层窗户破裂而设置的故障保险装置,但外层窗户破裂的情况极其罕见。(据波音737维修手册记载,在温度为70华氏度时,中层窗户能承受1.5倍的工作压力。)下图是Moncur提供的示意图,它说明了每层玻璃的相对厚度以及分开它们的气隙。(注,图中的inner pane其实就是中层窗户):

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了解到这些之后,中层窗户玻璃上的通气孔功能就很明显了:它是一个排放阀,能平衡客舱与中层窗户和外层窗户之间的气压。这个小孔能确保在航行过程中舱内压力只作用于外层玻璃,因此为了以防万一才保留了中层窗户。

据波音737维修手册介绍,窗户之间的气隙还能排除雾和霜,不过无数相片说明这一组装反而会导致玻璃上凝结水汽。可以肯定地说,这种组装形式构建了一个最安全的环境。这一组装能确保中层窗户受损后飞机还能安全着陆。维修手册还警告说中层窗户上若出现裂缝,那么客舱内不应继续增压。

通过防止龟裂、裂纹、刮伤和碎裂,最内层窗户能保持中层窗户的结构完整性并保护整个窗户装置。

本文译自 io9,由译者 肌肉桃 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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