飞机上的窗户为什么是圆形的？飞机舷窗上的小孔是干嘛的，会不会让机舱内的空气漏掉_舷窗_飞机_窗户

本文目录

• 飞机上的窗户为什么是圆形的
• 飞机舷窗上的小孔是干嘛的，会不会让机舱内的空气漏掉
• 为什么现代军舰舰身基本上都取消舷窗了呢
• 为何一些飞机和船的舷窗都是圆形的
• 为什么战斗机水平飞行时，飞行员从右侧舷窗看到的天地分界线不是平的
• 为什么军用运输机和民航客机的舷窗多做成圆形或椭圆形呢

飞机上的窗户为什么是圆形的

机窗之所以设计成圆形，并不是出于美学考量。历史上曾有过方形机窗，但这种设计却曾导致坠机惨剧的发生。

1954年1月10日，英国海外航空781号班机在地中海上空发生爆炸解体，机上29名乘客（包括10名小孩）及6名机员无人生还。同年4月8日，在南非航空201号班机上，“彗星”式再度发生空中解体事故，机上无人生还。

事故原因是：飞机方形舷窗的四个角在反复加压下出现应力集中现象，使该处蒙皮提前发生金属疲劳而开裂，裂缝不断蔓延至铆钉处导致飞机解体。

形机窗的四个角可以很好的分解压力，减少裂缝或断裂的可能性。圆形的形状也更坚固，抵抗变形更强，为了保证飞行方面的性能不受影响，经过加压之后的机舱必须是圆筒形的，以便气压可以顺利的穿过材料，平衡压力。

圆形机窗的结构

每扇圆形机窗都由三层分工明确的玻璃组成：外层负责承受舱内加压带来的压力；中层是为以防外层破裂而设置的保险层。作为主要结构窗户，外层窗户承受了舱内增压带来的所有压力。内层窗户存在的意义是，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是很少见的。

机窗上小孔的作用

机窗下方都有一个小洞，它是一个排放阀，位于中层窗户玻璃上，能平衡客舱与中层窗户和外层窗户之间的气压。确保外层玻璃能够很好的承受压力的冲击，同时保证中层的备用玻璃在紧急情况下能发挥作用。

飞机起落时为什么要打开机窗遮光板

如果应急出口灯及客舱照明因为某种原因不能使用，乘客可以利用通过舷窗照射进来的光线撤离。便于舱外的营救人员观察内部状况，进行施救。

一旦发生意外，便于乘客选择逃生路线，飞机在水上迫降时，可能飞机一侧是陆地，一侧则是海水，乘客可以选择安全的一侧撤离飞机。

还有，如果飞机着陆时发生差错，可能会发生爆炸，起火，乘客撤离前可以通过舷窗观察，以避开火源和浓烟。

飞机舷窗上的小孔是干嘛的，会不会让机舱内的空气漏掉

你的猜测还真准，不过只猜对了一小半。飞机窗窗户上的小孔，还真可以漏掉空气，但是此处的漏，绝不是一般意义的漏。

首先需要科普一个常识，飞机上的窗户玻璃，是三层！什么意思呢？我们看到窗户上的小孔，并不直接与外面连通，有了这个知识，我们继续来分析。

因为不是直接与外面连通，所以，飞机窗户上有个孔，就不会让我们觉得那么危险了！事实上，飞机窗户上的微小孔洞是特意设计的，不仅不危险，还起着保护机内人员安全的关键作用。具体原因如下：

随着飞机的升空，外界气压会逐渐下降，这是中学物理知识都会涉及的。但是，飞机内部是使用了增压系统的，其目的就是维持让乘客感到舒适的气压，也就是说，外面气压低，而机舱内气压高，所以飞机窗户势必得承受巨大的压力。

那么如何来缓解这个问题呢？这就用到了飞机窗户三层设计了，三层有机玻璃组成的窗户，主要材料为丙烯酸纤维。由于外层窗玻璃直接与外界接触，而内层窗玻璃位于乘客一侧，我们看到的小孔其实是在中间层窗户上，叫做“通气孔”。中间层感觉就是调和剂！

由于机舱的增压，外层玻璃承受着巨大压力，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，目的是防止由于压强变化太大而破裂。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。

除了这个原因外，高空气温一般比较低，所以窗玻璃上很容易凝结水汽，多亏小孔的存在使得飞机窗玻璃内外两侧温差不至于太大，这样就不容易起雾，这样就方便大家在高空中欣赏漂亮的窗外风景了！

怎么样，小小的孔，却蕴藏着深刻的科学道理呢！

为什么现代军舰舰身基本上都取消舷窗了呢

舰舷窗早在郑和下西洋（甚至是宋朝）和欧洲大航海时代就有了，由于多层甲板造船技术的出现，战船的体积增大了许多，人员和远航需要的物品更是成倍的增加，舰员的生活区和武器库、食物淡水存储室……等都要安置在船体内的甲板层，那个年代也没有电灯，而木质船上又严禁烟火…就造成了甲板下面非常的黑暗和通风不畅，所以只得在舰船的侧面甲板开舷窗，它的用途在当时就是通风和采光。并且舰舷窗经过了风帆时代→蒸汽机时代→蒸汽轮机时代（要带动发电机），直到现代的燃气轮机战舰时代仍有一部分战舰还留有舰舷窗，它的作用也没有多少改变。

日本帝国海军的违章建筑“伊势号”战列舰，从照片上就可以看到一溜舰舷窗，舰员生活区、走廊都有它的存在，并且气象条件较好的情况下要全天开着，因为舰内的空气实在是太浑浊了。其实舰船上所使用的通排风设备，甚至空调在1930年代中期就有了，但是当时只能安装在豪华游轮这样的高档场所，军舰上安装这些设备的只有少数几艘，“大和旅馆”和武藏御殿”就有！不过当时发电所用的辅机性能不佳，不可能为全舰提供排风和空调所用的电力，能为全舰提供照明已经很不错了，空调只能为“联合舰队”的高级军官舱所使用。

舰舷窗本身来说是一个人性化和非常必要的设计。军舰本身是一个封闭区，出海远航少则一个星期多则几个月的时间，繁重的战备训练已经使人身体非常的疲劳，即便是下到甲板下面休息，那么各种管道内液体流动的声音、机械轰鸣，振动产生的噪音会让人烦躁不安！如果长期见不到阳光和呼吸不到新鲜空气，用不了多久人就是精神处在萎靡状态…所以，在舰舷上开窗户使空气流通，天气好的时候看看太阳、看看大海，对于舒缓紧绷的神经会有很大的益处！

俄罗斯无畏级大型反潜驱逐舰，清晰的可以看见舰舷窗，不但“无畏级”，现代级、光荣级乃至核动力的基洛夫级巡洋舰也有。这可不是这些战舰上没有中央空调，当时的世界第二大海军怎么可能没有空调？原因是苏联海军认为，任何空调风和日光灯也不上自然风和太阳！是为了让舰员们能呼吸到新鲜的海风和享受太阳有意这样设计的。

我军056型轻型护卫舰，舰体上一个舰舷窗都没有，这说明该型战舰的电力充沛！我军最早使用空调的战舰是65型火炮护卫舰。

进入到1960年代之后，由于科技水平的进步，军舰上主机和辅机柴油发电机组功率强大，已经可以满足舰上的所有区域的照明和通风，并且在生化核武器出现之后，战舰也不能再用舷窗了，军舰要是进入到“三防区”密封不严就会有“生化核”侵入，其后果很严重！所以必须采用取消舷窗的全封闭设计，这样战舰在进入到“三防区”时舰内进行增压，使舰内的气压高于舰外，这样舰外的空气和悬浮物就进入不到舰内了。

还有一个原因是舰体开了舷窗会造成舷窗附近的钢板形不成一个整体使钢板强度变低，要是开了一溜舷窗，那么整个一层侧甲板强度急剧降低！如果战时军舰被敌人的反舰导弹击中，那么爆炸所产生的能量会让舷窗变形，能量沿变形处往外扩展会撕裂舰体形成裂缝，形成的裂缝有可能延伸到龙骨，要是这样整艘舰就有可能出现应力集中到裂缝上……出现不可逆转的舰体从中间断裂！基于这样的危险可能性存在现代战舰基本都不在有舷窗了！

“辽宁舰”的医务室和舰桥，箭头所指处为中央空调排风口。

“长春舰”作战室里的独立式空调。

现代战舰所以使用的军用空调要比我们民用空调结实耐用的多，环境适应性也更高……因为舰上的有些区域比如：弹药舱尽量要恒温恒湿，空调基本上是不间断的运转。还有一些娇贵的电子设备也是这样……这就对空调的质量提出更高的性能要求，特别是进入到严寒或者酷暑海域，钢铁建造的战舰散热、吸热还很快…热带地区用不到半小时时间舱室内就会达到45°以上！这样的高温舰员根本不可能正常的战备…空调也必须不断的使空气流通和降温。

总之，现代战舰因为战争的需要将舷窗取消了，进入到全舰封闭状态，这就需要舰上的照明、温度和空气流通问题都要进行更加完善的处理，否则会直接影响到战斗力！

为何一些飞机和船的舷窗都是圆形的

单说说飞机吧，目前大部分喷气式客机的舷窗都是“长方形倒圆角”设计，并不是圆形啊，见下图:
看到了吧，就是长方形在四个角做了圆弧过渡而已。这种设计现代看来是一个很简单的结构力学问题，但是当年可是付出了“两次严重空难，一家航空巨头衰落，英国首相丘吉尔为此蒙羞”的惨痛代价换来的。故事我们前后再说，我们先看几个方形窗户的例子:
上图这架螺旋桨飞机大长方窗户，视野一定很棒棒吧？F-117“夜鹰”隐身战机乱入，虽然人家这不能叫舷窗，但是这长方形的窗户，大大的尖角还是很吸引人呐。唔，这架客机的尖角方窗户，各位应该也是看的很清楚啦。下面我们将正式开启喷气式客机圆角窗户“悲惨”的升华之路。

本该逆袭扬眉吐气，结果灰头土脸

经过二战洗礼的大英帝国，已经遍体鳞伤，这头被北美野牛和俄国毛熊夹在中间的不列颠小毛驴仍然倔强的不愿意认输。在当时，虽然军用航空技术已经蓬勃的发展起来，但是民用航空领域却依然惨淡，大多民客都是军机改装而成。颠簸的飞行旅程、螺旋桨的噪音、恶劣的乘坐环境，都让绝大多数人拒绝乘坐民用客机。这个时候，英国航空巨头哈维兰公司站了出来，率先将喷气式发动机技术从军用领域应用到民机上，这样子喷气式客机的开山之作“彗星”（上图）就诞生了。该机安装四台喷气式发动机，能够飞上12000米高空进去平流层，避免恶劣天气造成的颠簸，时速接近800公里/小时，这样一下子就将当年一帮螺旋桨客机远远甩在了身后。同时，彗星客机开创性的使用了加压客舱来对抗高空的低气压，这项技术直到今天仍然被各种客机采用。客舱内舒适豪华（上图），平稳又舒适的乘坐体验，一下子就成为“达官显贵”们追捧的对象，各国订单纷至沓来，本来照这样发展下去，那还有日后波音的事儿。结果在前景一片看好的时候，危机也潜伏在幸福之中。

1954年1月10日，一架“彗星”客机从罗马飞往开罗，在途径额尔巴岛上空时，飞机空中解体，机上乘客全部遇难。政府命令该型客机停飞，但是受到航空公司压力，仅仅两个月后就解除了停飞令。

1954年4月，彗星使客机再次从罗马起飞，然而再次于万米高空解体，坠入大海，乘客全部遇难。时隔三个月，相同的高度，类似的失事方式，让意大利人慌了，英国政府急了，哈维兰公司怕了，巨大的压力之下，英国首相丘吉尔下令皇家航空研究院介入调查，查明原因，挽回帝国声誉。结果又是建模型、坐加压水槽模拟机身负荷、试验机身蒙皮的疲劳寿命，一帮科学家+技术人员终于找到了答案:客机的舷窗开口本来就要让蒙皮结构承受更大的应力，而加压客舱造成的内外压力差又产生额外的应力，方形窗户的尖角处又会造成应力集中（局部应力增高），在交变应力的作用下，舷窗尖角处会快速产生金属疲劳，然后产生裂纹，再然后蔓延发展最终造成飞机解体。发现问题的根源以后，哈维兰公司立马着手改进舷窗形状，就是上图圆形。但是公司的声誉再也无可挽回，这也给了美国航空公司崛起的机会。

当然在我们今天看来，这是个很小的问题，在零部件可能发生集中的部位要倒圆角，采用圆弧过渡是一个机械设计方面的基本知识，但是飞机舷窗上发现这个问题却付出了如此惨痛的代价，令人唏嘘。此外，圆形虽然在某些方面是受力最均匀的形状，但是并不是客机这类特殊机体上开口的最优形状，这也就是今天我们见到的客机舷窗并非纯圆形的原因。至于其中的具体原理，我们以后再讲。

为什么战斗机水平飞行时，飞行员从右侧舷窗看到的天地分界线不是平的

战斗机水平飞行时，竖直方向上，地面相对于飞机的位置没有发生变化，是静止的，就会出现如图甲所示的“天地分界线”；当飞行员从右侧舷窗看到的“天地分界线”如图乙所示时，是因为飞机竖直方向上，地面相对于飞机的位置在向上移动，发生了变化。反之飞机相对于地面可能在斜向下俯冲

为什么军用运输机和民航客机的舷窗多做成圆形或椭圆形呢

飞机舷窗尽量做成圆形或椭圆形，是为了使舷窗周边与机体结合处受力更均匀。方形舷窗的角上应力集中，最终会出现裂纹。