窗戶設計_窗戶類型_飛機窗戶上為什么會有個小孔?
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肌肉桃 @ 2015.05.13 , 09:25
飛機窗戶上為什么會有個小孔?曾有人在網上發(fā)帖問飛機窗戶上的小孔的作用及功能。名為Pygmalion的用戶回復說:“飛機窗戶上的孔是為了平衡玻璃間隔和客艙內的氣壓,,防止內層玻璃破裂。”還有其他人也回答了這個問題,他們的答案要么全對要么部分正確,可對于不熟悉飛機構造或相關術語的人來說,這些答案仍然令他們一頭霧水。
為了了解詳情,我(原)找到了GKN航空(全球客機窗戶設計研發(fā)和制造的領頭者)技術主任Marlowe Moncur。我還拿到了波音737(航空歷史上用得最多的噴氣式客機)維修手冊的副本,其中一些插圖有助于人們理解通氣孔的作用。
大多數商用飛機的客艙窗戶均由外層、中層和內層玻璃組成。和你想的一樣,這些名稱取決于你身處飛機的內部還是外部。這三層玻璃的材料均為丙烯酸纖維,這種合成樹脂因其材料透明度和彈性而廣受稱贊,不過這三層窗戶中只有外層窗戶和中層窗戶屬于結構窗戶。這些結構窗戶的周邊均由橡膠進行封閉并被安置在飛機的機身上。內層窗戶,又被Moncur稱作保護罩,處于乘客這一邊,被安裝在機艙的內側。波音737的三層窗戶分解圖如下所示:
這三層窗戶的組合密封導致外層窗戶和中層窗戶之間留有微小間隙。Marlowe表示這是兩層窗戶氣隙設計的關鍵組成部分,其中外層窗戶為主要結構窗戶,承受著飛行過程中的機艙氣壓。
主要結構窗戶是什么意思?在海拔35000英尺的高空,大氣壓約為3.4磅每平方英寸。人體在這么高的海拔和這么低的氣壓下無法正常工作;因此在客艙內,壓力由人工維持在11磅每平方英寸左右——大約為你在7000英尺的高空感受到的氣壓?团搩韧獾臍鈮翰町愒酱螅w機各部位承受的壓力也越大,包括它的窗戶。
外層窗戶是最主要的結構意味著在正常情況下,外層窗戶承受了艙內增壓帶來的所有壓力。Moncur表示內層窗戶很多余,它存在的意義是為了以防外層窗戶破裂而設置的故障保險裝置,但外層窗戶破裂的情況極其罕見。(據波音737維修手冊記載,在溫度為70華氏度時,中層窗戶能承受1.5倍的工作壓力。)下圖是Moncur提供的示意圖,它說明了每層玻璃的相對厚度以及分開它們的氣隙。(注,圖中的inner pane其實就是中層窗戶):
了解到這些之后,中層窗戶玻璃上的通氣孔功能就很明顯了:它是一個排放閥,能平衡客艙與中層窗戶和外層窗戶之間的氣壓。這個小孔能確保在航行過程中艙內壓力只作用于外層玻璃,因此為了以防萬一才保留了中層窗戶。
據波音737維修手冊介紹,窗戶之間的氣隙還能排除霧和霜,不過無數相片說明這一組裝反而會導致玻璃上凝結水汽。可以肯定地說,這種組裝形式構建了一個最安全的環(huán)境。這一組裝能確保中層窗戶受損后飛機還能安全著陸。維修手冊還警告說中層窗戶上若出現(xiàn)裂縫,那么客艙內不應繼續(xù)增壓。
通過防止龜裂、裂紋、刮傷和碎裂,最內層窗戶能保持中層窗戶的結構完整性并保護整個窗戶裝置。
[肌肉桃 via io9]
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