蛋花 @ 2016.01.26 , 16:00
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飞机窗户为什么总是圆的？

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当你坐在飞机上时，脑海里可能会冒出这样一个疑惑：飞机窗户为什么总是圆形的？这是由航空公司所做出的设计选择吗？亦或它的背后有着一些科学原因？其实，答案非常简单，但背后的工程却十分炫酷。

首先，它们并不总是圆的。在航空业初期，飞机窗户是矩形的，就像你家里那些窗户一样。然而，随着飞机变得越来越先进，人们让它们飞得越来越高，以避免低层大气的气流颠簸、降低阻力、减少燃油消耗。因此，客舱必须密封加压，使乘客们能够在稀薄大气中保持舒适。

为了正常运作，密封加压的客舱必须是圆筒形的，而圆筒形会反过来制造内外空气的压力差；飞机飞得越高，压力差就越大。机体微微有点扩张，机身材料会受到一定压力作用、产生变形——此时，飞机窗户的形状便十分重要。

在一个完美圆筒上，压力会柔缓地穿过材料，但它会被窗户所干扰。如果窗户是矩形的，那么它对压力流的干扰作用将更为显著，而且压力会堆积在尖锐的角上——这有可能造成玻璃的破碎、机身的破裂。但如果窗户是椭圆形的，那么压力的分布将会更为均衡。

不幸的是，直到两架飞机坠毁之后，工程师们才明白问题出现在方形窗户上。此后，所有航天器的窗户都被设计为圆形，用以保护机身的完整性。同样的原则也被应用在货船和舱室门上。当然了，船和航天器的窗户之所以是圆形，还因为它们有着更好的结构完整性。

你可能还对飞机窗户上的那个“通气孔”心存疑惑。同样的，它和内外压力差所造成的压力及张力管理有关。实际上，每个窗户都有三层结构，而那个孔能够平衡外层和中层玻璃之间的空气。因此，只有外层窗户承受着机舱压力，而中间那层则是用于紧急状况。

延伸阅读：
飞机窗户上为什么会有个小孔？

本文译自 sciencealert，由译者 蛋花 基于创作共用协议(BY-NC)发布。

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TOTAL COMMENTS: 25+1

  1. nyro
    @2 years ago
    3048516

    能想到这种问题的也算生活白痴了。

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  2. 狗蛋儿
    @2 years ago
    3048517

    那个小洞洞如果堵上呢

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  3. UTC
    @2 years ago
    3048520

    似乎压力越大的地方,窗户就越接近于圆形
    去看看中国的蛟龙号深潜器,窗户直接就是一个正圆形

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  4. djsj
    @2 years ago
    3048522

    要是能打开就更好了

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  5. 资源王
    @2 years ago
    3048523

    初中物理不是已經解釋了

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  6. fatnew
    @2 years ago
    3048528

    @天国的哈维兰彗星

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  7. night
    @2 years ago
    3048582

    彗星说：老子拿命换来了教训，你们好好用圆形玻璃！
    F117：我不信！

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  8. ceres911
    @2 years ago
    3048583

    我靠！要普及这个问题，都没人提到彗星号（还是什么流星之类的）坠机事件么？
    1954年彗星号空中爆炸解体，被认为是方形仓窗角落处裂纹金属疲劳造成的。
    血的代价换来的教训……提都可以不提，那还是科普贴么…………
    煎蛋果然搞笑方面比较专业。

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  9. jerrybie
    @2 years ago
    3048602

    弯的比较持久

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  10. 111
    @2 years ago
    3048608

    同样主题的文章已经发过了

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  11. padapen
    @2 years ago
    3048610

    参考彗星号

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  12. Dary
    @2 years ago
    3048625

    @ceres911: 本来给大家科普是件好事，最后却非要嘲讽下煎蛋来显示下自己的优越感。另外原文倒数第二段也有提及相关事故，只是没具体说。

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  13. 纯少
    @2 years ago
    3048630

    材料力学说，截面面积变化越大产生的不相等的应力中的最大应力越大。

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  14. 大红
    @2 years ago
    3048706

    “应力集中”四个字就解释了嘛……

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  15. slcdiy
    @2 years ago
    3048779

    @ceres911: 这是翻译文章好吧

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  16. Spector
    @2 years ago
    3048900

    卧槽，我没坐过飞机啊！不能在这里装个逼好踏马难受啊

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  17. 酱油瓶
    @2 years ago
    3048924

    形状突变处，就会应力集中，就如：隧道，如果做成正方形，那么在90度拐角处就会主应力突变，弹性力学里貌似是主拉是6倍以上，为很好过渡，才演变成弧形，拱形！那个窗户就像隧道一样，玻璃易碎，抗拉很弱，近似当成孔的！！外力来自室内压力差！！（莫喷）

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  18. spearlee
    @2 years ago
    3048988

    学了知识不是拿来秀优越感的，这一点煎蛋做的比楼上某人要好，可以设想一下，煎蛋的科普文章如果都是楼上某人那种口气，还会有人看吗？

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  19. biabiabia
    @2 years ago
    3049107

    @night: 所以就退役了

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  20. 装模作样芝麻
    @2 years ago
    3049156

    空中浩劫 角型窗户的都变成空难了

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  21. tes
    @2 years ago
    3049244

    @spearlee: 这涉及材料力学中的应力。初中高中力学基本都是研究刚体的，解释个毛。应力集中是各种材料科学必须面对的问题，起码60%的工科生具备的基本知识，剩下的一点人作为科普了解的话，直接说应力都曲高和寡？想想是不是你的大脑太僵化

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  22. 二狗
    @2 years ago
    3049513

    這篇被it之家網站拿去用了

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  23. 大白楼
    @2 years ago
    3049532

    看到了纯傻B。

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  24. 客卿
    @2 years ago
    3049741

    反正总要做一个形状，做成方的你要问为啥做方的。。。你为啥要问？你看。。。你又问了吧？？？

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  25. 客卿
    @2 years ago
    3049745

    对了，我憋闷的很，打开窗我透透气好不？。。。

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