Чому вікна літака круглі?
Ілюмінатори літака
Вікна літака називаються ілюмінаторами. У сучасних лайнерів вони завжди мають заокруглену форму – якщо не круглу, то обов’язково овальну. Багато людей задаються питанням, чому була обрана саме така форма? Адже у вікнах будинків, в автомобілях успішно застосовуються квадратні, прямокутні вікна. У чому ж різниця, випадковий такий вибір?
Виявляється, що округлі ілюмінатори використовуються в літакобудуванні зовсім не випадково, сама практика диктувала людям необхідність зупинитися саме на такій формі.
Ілюмінатори літаків до 50-х років
Літак Комета
На зорі авіабудування дійсно використовувалися прямокутні ілюмінатори, більше нагадують вікна сучасних автомобілів. Вони не викликали жодних проблем аж до 50-х років, до початку реактивної епохи в авіабудуванні. Перші експерименти в цьому напрямку були зроблені в Британії, де створили авіалайнер під назвою Комети – вже реактивний, але зі старими прямокутними ілюмінаторами. Це був винятковий для своєї епохи літак.
Цікавий факт: авіалайнер Комета володів герметичною кабіною і іншими унікальними для того часу показниками. Але до 1954 року два літаки цієї серії просто розвалилися в польоті, що викликало необхідність перегляду їх характеристик, особливостей пристрою.
Чому постраждали літаки Комета?
Тріщини в стіні від кутів вікон
Вікно у формі прямокутника або квадрата має чотири слабкі точки, які знаходяться як раз по кутах. Якщо піддати будь-якої суттєвої фізичному навантаженні, наприклад, будинок з звичайними прямокутними вікнами, можна помітити, що тріщини підуть саме від кутових частин вікон, і вже потім почнуть поширюватися на все будова. На літак при зльоті, в процесі польоту, також доводяться дуже суттєві навантаження. При польоті тиск всередині корпусу літака в цілих 3 рази перевищує показники зовні, при посадці показники з обох сторін корпусу вирівнюються. На корпус літака впливають також перепади температури, які викликають невеликі зміни габаритів корпусу.
В результаті при наявності квадратних або прямокутних ілюмінаторів в кутових частинах накопичується так звана ” втома металу, вони стають крихкими, вразливими. Це призводить у подальшому до розривів металу саме в цих місцях.
Саме це сталося з літаками Комета. Спочатку конструктори та експерти були здивовані, не могли знайти причину проблем. Надалі, коли эмулировались багаторазові перепади тиску на кабіну в умовах лабораторії, було виявлено, що корпус від цього починає лопатися, розриви ж йдуть саме від кутів ілюмінатора.
Під впливом зовнішніх факторів дрібні розриви, тріщини на фюзеляжі швидко збільшуються, корпус літака буквально розриває на шматки, що і сталося з двома бортами серії Комета. Слабке місце, що приводить до аварій, було виявлено.
Розробка круглих для ілюмінаторів літаків
Ілюмінатор ТУ-134, вигляд зсередини
Далі були проведені експерименти над першими бортами з округлими ілюмінаторами по сучасному типі. Багаторазові повтори, різноманітні тести наочно показали, що з ними такої проблеми не виникає. Округлі конструкції прижилися у сфері авіабудування, вони використовуються донині, так як не створюють додаткових ризиків, позбавляють від небезпечних ситуацій, повністю виправдовують своє застосування. Сучасні літаки літають ще швидше, ніж Комети, вони відчувають більш значні перевантаження, однак корпус успішно їх витримує – багато в чому завдяки округлим иллюминаторам.
Округлі ілюмінатори рівномірно розподіляють припадає на них навантаження, не мають властивості концентрувати її в певних точках. Крім того, при виборі округлих форм простіше забезпечити герметизацію салону, яка абсолютно необхідна при врахуванні сучасних швидкостей, висоти польоту повітряного транспорту.
Сьогодні в літакобудуванні використовуються скла з особливим вигином, з ретельно вивіреним складом, які встають на захист безпеки пасажирів та екіпажу. Вони не тільки не передають концентровану навантаження на корпус, але і володіють захистом від ризику виникнення тріщин, інших пошкоджень на своїй поверхні.
Таким чином, округла форма ілюмінаторів літаків обрано зовсім не випадково. Вона виключає ризик аварій, не концентрує навантаження на корпус. Практика показала, що на кутах прямокутних або квадратних ілюмінаторів концентрується навантаження, ці місця піддаються підвищеному зносу, надалі – деформації, розривам. У процесі польоту це може призвести до аварії, розгерметизації салону, розриву металу корпусу.
Круглі ілюмінатори добре показали себе на практиці, вони не створюють додаткових ризиків, тому активно застосовуються в авіабудуванні. Практика їх застосування становить вже понад 60 років. Конструкторам немає потреби змінювати це рішення, воно вибрано вірно.