為什麼飛機的窗戶是圓的不是方的?(圖/私人飛機網)

在1954年1月10日,一架從羅馬錢皮諾機場起飛的飛機在起飛20分鐘後解體並墜入地中海,機上35人全部喪生。沒有人目睹這場災難,只有一些不確定不完整的無線電信號留給了人們,也沒有明顯的什麼理由來解釋飛機的墜毀。當時的英國首相邱吉爾說要不惜一切人力物力來揭開飛機墜毀的謎團。


       

現在飛機的窗戶都是圓的(圖/私人飛機網)


       

以前的飛機窗戶是正方形的(圖/私人飛機網)

在調查中,英國皇家海軍負責了殘骸的收集工作。第一塊殘骸在1月12日被發現,而搜尋工作一直持續到8月份,最終70%的主要結構,80% 的動力部分以及50%的機載設備被找到。當年10月19日,事故原因調查組成立。調查人員認為金屬疲勞很可能是造成事故的原因,因此進行了機身表面的張力測試。在找回的殘骸上進行了全面的測試之後,事故原因終於水落石出。測試結果表明窗戶角附近所承受的壓力比預期高了非常多,而且機身所承受的壓力也比之前實驗的和預期的水準高,其原因是——窗戶的形狀是正方形。

這是一個很容易忽視卻一經解釋又很容易理解的錯誤。大家都見過帶凹槽的巧克力排。你覺得對哪裡施加壓力它最容易斷呢?很容易想到,是那些深深的凹痕處。這是那些凹痕存在的原因,也是沒人用這樣的結構來建造重要部件的原因。

一個正方形的窗戶會在牆上弄出4個90°的凹槽,也就創造了4個脆弱的部分。從工程的角度來說,那些尖銳的角(或者巧克力的凹槽)叫應力集中點,在飛機墜毀事件中,窗戶角的點因應力集中,會比其餘部分承受約兩到三倍的壓力,因此很容易斷裂開。

假如你是飛機設計者,你會怎麼改造它?仔細觀察的話,可以看到現在每一扇飛機窗戶都是圓角的。曲線將壓力分散到曲線上的每一點上,而不是像直角那樣將壓力集中到一點。

這個細節是如此容易忽視,以至於來自競爭公司波音和道格拉斯的代表都表示他們的工程師們本來也沒有考慮這一點,自這次事故之後,飛機的窗戶都變成了圓角。