飞机玻璃上的这个小孔,关键时候能救你命
好奇实验室
2020-12-22 15:16

坐飞机的时候,不知道大家是不是像好奇君一样,喜欢仔细观察,特别是坐在窗边的时候,就喜欢盯着窗外飞机的机翼看,就盼着能发现哪里少一颗螺丝什么的。

这不最近有一次坐飞机,值机的时候特地选了窗户边的位置,坐下后又是对机翼一顿观察,当然结果肯定是没发现什么异常。不过窗外没发现什么,倒是在窗户上发现了一个有趣的现象:飞机窗户的玻璃上,竟然有一个洞!

这个洞很小,位于窗户底部中间的位置,不仔细看还真不太好发现。难道是飞机玻璃出现了问题?就在打算喊空姐的时候,好奇君反应过来这应该不是玻璃的问题,因为这个洞相当规整,根本不像是因为意外情况而出现的破裂,果然前后看了一下,发现其他的玻璃上都有这个洞。

那么飞机玻璃上的这个洞,到底是干嘛的呢?

飞机客舱玻璃的结构

既然这个洞是特地这么设计的,那就一定有这么设计的道理。要想搞清楚原因,就得先知道玻璃客舱玻璃的结构。

大多数飞机客舱的玻璃,并不是一层,而是采用了三层结构设计,分别为外层、中层和内层。

其中内层玻璃,也就是接触乘客那一部分,主要是起装饰作用,而中间层和外层玻璃,为结构件。所谓结构件,简单地说就是承受力量的部件。我们都知道,飞机起飞后,高度往往会达到几千米,在这个高度上,空气已经非常稀薄,气压也很小。而飞机内的乘客要想舒适,就必须通过增压将机舱内的气压维持在一个和地面气压差不多的数值,这时候飞机内外的气压差就会很大,飞机就像一个压力锅一样。

图片来源:波音公司官网

如果锅壁是压力锅的结构件的话,那么中间层和外面层,就是客舱窗户玻璃的结构件。最外面一层是受增压载荷的主结构层,中层玻璃则保证了在外层玻璃意外破裂的情况下的客舱压力。客舱玻璃是破损安全结构设计,中间层相当于备用受力部件,外层和中层任意一层破坏仍然可以保证安全。

洞虽小,作用却很大

那么,为什么要在中间层上开一个小洞呢?

1、平衡气压

前面提到,飞机起飞后,随着高度不断上升,机舱内部需要增压,而这些压力在玻璃上,主要由外层玻璃承受。为了平衡中间层玻璃两侧在飞行过程中可能产生的气压差,就在上面开出一个小孔,达到平衡气压的作用。

所以中层玻璃上的小孔,就像是排气阀,确保舱内压力作用于最能受力的外层玻璃上。有了中层窗玻璃,如果外层窗玻璃意外受损,内侧的窗玻璃还可以继续保护乘客。

第二、避免产生雾霜

飞机飞行的高度大多在几千米,有的甚至能到1万米,因此飞机外的温度非常低,有时候甚至能低于摄氏零下50度。这时如果有水汽,窗户便会起雾结霜,而通过呼吸孔的压力调节,可以避免水汽的产生。保证乘客能清晰地看到窗外的风景。

为什么有的飞机上没有小孔?

虽然这个小孔的作用很大,不过好像并不是所有飞机的玻璃上,都会有这个一个小孔,这其实有两个原因。

1、看不到

大多数民航飞机的客舱窗户,都存在这个小孔,但有些飞机上却看不到这个小孔,这并不是说这个小孔不存在,而是它位于中层窗户的底部,被飞机的装饰板盖住了,所以也就看不到了。

2、真没有

也有的飞机上,窗户玻璃是真的没有小孔的,这是因为客舱窗户结构设计的原因,不需要这个小孔来平衡客舱和窗户之间的气压。

除了客舱,飞机的驾驶舱也有玻璃,那么驾驶舱的玻璃是不是也有小孔?因为驾驶舱窗户玻璃的结构和客舱玻璃不一样,驾驶舱的窗户玻璃,最内层是结构层,抗压能力是最强的,所以就不需要这个小孔去传导气压。

图片来源:波音公司官网

飞机窗户为什么是圆形?

除了玻璃上的小孔外,你有没有发现,飞机上的窗户都是圆形的,几乎没看到过方形的窗户,这是为什么?

其实,设计成圆形的窗户是一项能救命的工程创新。如果商用客机的舷窗像你家窗户一样设计成方形的,那么在飞行途中,整架飞机可能会面临解体坠毁的惨剧。

在20世纪50年代,有三架飞机曾解体坠毁。但这些接二连三的事故并非巧合,而是因为工程师们忽略了一个关键的设计缺陷:它们都采用了方形窗户。

方形窗户给飞机高空飞行带来了困难。

因为大气压力和客舱内的压力略有不同,这一压力差导致机体舱室略微膨胀变形。此时机身材料——窗框,会受压而压力差随着机的上升变得越来越大。如果是矩形窗户压力会堆积在尖锐的角上,造成玻璃破碎、机身破裂。如果是椭圆形窗口则能使得压力更顺畅的流动,避免整个过程中潜在破坏性压力的不断积累。

编辑 曹亮

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