Почему иллюминаторы в самолете круглые?

Окошки круглой формы для обеспечения доступа света, вмонтированные в борта самолетов и кораблей – привычное зрелище. Трудно представить, что они не всегда имели такие очертания. Так почему иллюминаторы именно круглые? Этому есть ряд объяснений.

Иллюминаторы в кораблях

Вмонтированные в борт корпусов кораблей окошки не всегда имели круглую форму. На исторических фотографиях можно увидеть судна с квадратными и прямоугольными окнами, внешне напоминающими привычные форточки.

Более привычная для нас более круглая форма обусловлена более высокими прочностными параметрами. Округлость дает возможность равномерно распределить нагрузку, создаваемую разностью давления и температур. Это «сводит на нет» риск возникновения трещин и, как следствие, разрыва корпуса судна. По этой же причине закругленными делают все несущие детали корпусов суден, а также двери и люки.

Вторая причина повсеместного применения окошек именно круглой формы – простота изготовления.

Раньше рамы иллюминаторов производили из вылитых из латуни заготовок с последующей обработкой на токарных станках. Круглые детали было намного проще делать. К тому же при монтаже их проще было уплотнять, защищая от протеканий.

Современные круглые иллюминаторы на кораблях полностью водонепроницаемы. В качестве дополнительной защиты при сильной непогоде или волнении водной стихии иллюминаторы оснащаются выполненными из металла штормовыми крышками либо же съемными щитками.

В чем причина

Оказалось, что прямые углы квадратных иллюминаторов самолётов стали самым уязвимым местом. Дело в том, что на высоте и при огромной скорости полёта на самолёт со стороны воздуха оказывается огромное давление, оно сильнее всего воздействует именно на углы начиная с углов иллюминаторов по всему самолёту идут трещины, и его буквально разрывает на части прямо в воздухе.

А если сделать круглые или овальные иллюминаторы, то давление распределится равномерно по всей окружности, что убережет самолет от трещин и последующего разрыва.

Люди не сразу осознали причину возникновения трещин на первых самолётах. Чтобы понять, в чем дело, им потребовалось поставить эксперимент. Они искусственно оказывали на корпус самолёта с квадратными окнами сильное давление, до тех пор, пока он не разваливался на куски. Трещины брали начало именно с углов квадратных иллюминаторов.

Иллюминаторы в самолетах

Еще до середины прошлого века на пассажирских самолетах устанавливали квадратные окошки. Такие самолеты как «Каравелла» и вовсе имели треугольные окошки.

Переломным моментом стала трагедия, произошедшая в 1953 году. В те годы активно развивалось реактивное авиастроение. Одним из первых на мировой рынок вышел сверхзвуковой лайнер под названием «Комета». По техническим характеристикам в те времена ему не было равных. Но современникам сверхзвуковой лайнер запомнился по той причине, что в момент взлета разбился. Погибло 56 пассажиров. В течение последующего года произошло еще две аналогичные катастрофы. «De Havilland Comed» убрали с рейсов, сняли с производства и стали выяснять причины аварий.

Как выяснилось позже, ключевой причиной трагедий стала разгерметизация корпуса самолета вследствие появившихся по углам окошек микротрещин. Для понимания в момент набора самолетом высоты произошел стремительный перепад внешнего давления при том, что давление внутри самолета сохранялось более стабильным. Разница давления и спровоцировала расширение корпуса. Как следствие: в материале корпуса создалось напряжение, он стал постепенно видоизменять свою форму. Квадратное окно выступало своего рода препятствием при распределении напряжения, вынуждая его менять свое направление и вызывая тем самым увеличение давления. Пиковые точки напряжения образовались по углам квадратных окошек, спровоцировав образование трещин в этих местах.

После этого иллюминаторы в самолете делают исключительно круглой или овальной формы. В них давление распределяется по всей кривой, минимизируя риск деформации.

По сути иллюминаторы современных пассажирских самолетов, таких как широкофюзеляжный двухдвигательный боинг «Дримлайнер» скорее имеют не круглую форму, а прямоугольную со скошенными и закругленными углами. Такое инженерное решение позволяет «обойти» места концентрации усталостных напряжений.

Примечательно, что согласно инструкции шторки иллюминаторов в момент взлета или посадки самолета должны оставаться открытыми. Такая предосторожность позволяет решить сразу две задачи: дает возможность пассажирам легче и быстрее адаптироваться к естественному свету за бортом, а членам экипажа в любой момент при беглом взгляде визуально оценивать состояние самолета и в случае необходимости вовремя предпринимать соответствующие меры.

К тому же полимерные шторки должны быть задвинуты и по той причине, чтобы при возникновении аварийных ситуации в момент механического повреждения не поранить находящихся рядом пассажиров.

Сегодня необходимость использования шторок на окна практически «сошла на нет», поскольку круглые иллюминаторы в самолетах производят автоматически затемняемыми. Степень затемнения окошек устанавливает экипаж. В случае необходимости затемнения на 99% можно запрограммировать всего за пару минут как все иллюминаторы одновременно, так и выборочно отдельные окошки в салоне.

Велика вероятность, что в скором будущем пассажирские лайнеры и вовсе будут производить без иллюминаторов. Вместо них борта будут оснащены гибкими экранами «во весь рост», дающими панорамную «картинку» окружающего пространства. Такие проекты не только существуют, но и активно опробуются на курсирующих бизнес-джетах. При положительных результатах эксперимента безиллюминаторные технологии планируется повсеместно внедрять и на пассажирских лайнерах.

Не только у самолётов круглые иллюминаторы

Кроме самолётов, круглые или овальные окна имеют и корабли, и подводные лодки. Они делаются такой формы по той же самой причине, что и иллюминаторы в самолётах — большая прочность, равномерное распределение давления при природных катаклизмах или при перепаде температур. Кроме того, круглые иллюминаторы более просты в изготовлении.

Безопасность — прежде всего

Итак, сама форма самолета — округлая, без острых углов, необходима для безопасности. Именно она позволяет равномерно распределять нагрузку, возникающую из-за различия давления и температур, что препятствует возникновению трещин с последующей разгерметизацией салона.

Когда самолет набирает высоту, давление снаружи падает быстрее, чем внутри, поэтому его корпус расширяется. Это приводит к тому, что в материале корпуса возникает напряжение, которое постоянно растет и может достигнуть предела, когда фюзеляж начнет разрушаться. Между тем, создавшееся напряжение легко проходит по материалу до тех пор, пока не встречает на своем пути преграды в виде окна, из-за которого ему приходится менять направление, в результате чего повышается давление. На языке инженеров это называется концентрацией напряжения.

При этом квадратные иллюминаторы создают для напряжения больший барьер, чем круглые, из-за углов, где напряжение будет самым высоким. Когда концентрация напряжения достигает предела, в этих местах корпус самолета может дать трещину. А чтобы этого не происходило, окнам решили придать обтекаемую форму.

Ранее ИА «В городе N» рассказывало о шести способах избавиться от аэрофобии. 

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...

Читайте также:

О «снежном человеке»... Города, куда въезд автомобилей запрещен... Заброшенная китайская деревня Хутуван: р... Японский сад камней...