ГЛАВНАЯ Визы Виза в Грецию Виза в Грецию для россиян в 2016 году: нужна ли, как сделать

Окно в самолете называется. Почему иллюминаторы круглые? Стюардессы требуют поднять шторки иллюминаторов вовсе не для того, чтобы вы полюбовались картиной взлета, а для того, чтобы в крайнем случае увидеть возгорание

16.06.2022

Многие задаются вопросом: а почему иллюминаторы в самолете закругленные, а не квадратные как обычные окна или например, не треугольные?

Ответ элементарно прост. Сама форма самолета без углов, округлая форма окон, а также люков и дверей необходима для безопасности. Округлость позволяет равномерно распределить нагрузку от разности температур и давления, что препятствует возникновению трещин, а впоследствии разгерметизации салона и разрыва самолета на куски.

Объясняя более научным языком, выглядит это так: когда самолет набирает высоту, внешнее давление падает быстрее чем внутренне - это создает разность давления внутри и снаружи самолетов, вызывая расширение корпуса.

Когда материал корпуса меняет свою форму в нем создается напряжение. Материал расширяется из-за того, что напряжение постоянно увеличивается, в конце-концов напряжение настигает того предела, что материал может разрушиться.

В самолетах форма окон очень сильно влияет на уровень напряжения. Напряжение легко без повреждения проходит по материалу, если на его пути нет таких препятствий как окно, в данном месте ему нужно менять направление, а это вызывает увеличение давления. Это называется концентрация напряжения.

Сравнивая влияние круглых и квадратных окон на концентрацию напряжения, вы можете увидеть, что квадратные окна создают больший барьер для прохождения напряжения. Это значит, что напряжение создается по углам квадратных окон.

Предельный рост концентрации напряжения вызывает образование трещин корпуса в этих местах. Такие трещины приводили к трагическим катастрофам до тех пор, пока исследования разрушенных самолетов не позволили изучить природу возникновения напряжения материалов. То есть, исходя из этого, становится очевидным, почему сегодня в самолетах окна круглые, а также закругленные все несущие детали корпуса, люки, двери. Как хорошо, что конструкторы дошли до такого решения, а пассажиры теперь в безопасности.

Окна самолета называются иллюминаторами. У современных лайнеров они всегда имеют закругленную форму – если не круглую, то обязательно овальную. Многие люди задаются вопросом, почему же была выбрана именно такая форма? Ведь в окнах домов, в автомобилях успешно применяются квадратные, прямоугольные окна. В чем же разница, случаен ли такой выбор?

Оказывается, что округлые иллюминаторы используются в самолетостроении совершенно не случайно, сама практика диктовала людям необходимость остановиться именно на такой форме.

Иллюминаторы самолетов до 50-х годов

На заре авиастроения действительно использовались прямоугольные иллюминаторы, больше напоминающие окна современных автомобилей. Они не вызывали никаких проблем вплоть до 50-х годов, до начала реактивной эпохи в авиастроении. Первые эксперименты в этом направлении были сделаны в Британии, где создали авиалайнер под названием Комета – уже реактивный, но со старыми прямоугольными иллюминаторами. Это был исключительный для своей эпохи самолет.

Интересный факт: авиалайнер Комета обладал герметичной кабиной и другими уникальными для того времени показателями. Но к 1954 году два самолета этой серии просто развалились в полете, что вызвало необходимость пересмотра их характеристик, особенностей устройства.

Почему пострадали самолеты Комета?

Окно в форме прямоугольника или квадрата имеет четыре слабые точки, которые находятся как раз по углам. Если подвергнуть любой существенной физической нагрузке, к примеру, дом с обычными прямоугольными окнами, можно заметить, что трещины пойдут именно от угловых частей окон, и уже затем начнут распространяться на все строение. На самолет при взлете, в процессе полета, также приходятся очень существенные нагрузки. При полете давление внутри корпуса самолета в целых 3 раза превышает показатели снаружи, при посадке показатели с обеих сторон корпуса выравниваются. На корпус самолета воздействуют также перепады температуры, которые вызывают небольшие изменения габаритов корпуса.

В итоге при наличии квадратных или прямоугольных иллюминаторов в угловых частях накапливается так называемая усталость металла, они становятся хрупкими, уязвимыми. Это приводит в дальнейшем к разрывам металла именно в этих местах.

Именно это произошло с самолетами Комета. Изначально конструкторы и эксперты были в недоумении, не могли найти причину проблем. В дальнейшем, когда эмулировались многократные перепады давления на кабину в условиях лаборатории, было обнаружено, что корпус от этого начинает лопаться, разрывы же идут как раз от углов иллюминатора.

Под воздействием внешних факторов мелкие разрывы, трещины на фюзеляже быстро увеличиваются, корпус самолета буквально разрывает на куски, что и произошло с двумя бортами серии Комета. Слабое место, приводящее к авариям, было обнаружено.

Разработка круглых иллюминаторов для самолетов

Далее были проведены эксперименты над первыми бортами с округлыми иллюминаторами по современному типу. Многократные повторы, разнообразные тесты наглядно показали, что с ними такой проблемы не возникает. Округлые конструкции прижились в сфере авиастроения, они используются по сей день, так как не создают дополнительных рисков, избавляют от опасных ситуаций, полностью оправдывают свое применение. Современные самолеты летают еще быстрее, чем Кометы, они испытывают более значительные перегрузки, однако корпус успешно их выдерживает – во многом благодаря округлым иллюминаторам.

Округлые иллюминаторы равномерно распределяют приходящуюся на них нагрузку, не имеют свойства концентрировать ее в определенных точках. Кроме того, при выборе округлых форм проще обеспечить герметизацию салона, которая совершенно необходима при учете современных скоростей, высоты полета воздушного транспорта.

Сегодня в самолетостроении используются стекла с особым изгибом, с тщательно выверенным составом, которые встают на защиту безопасности пассажиров и экипажа. Они не только не передают концентрированную нагрузку на корпус, но и обладают защитой от риска возникновения трещин, других повреждений на своей поверхности.

Таким образом, округлая форма иллюминаторов самолетов выбрана вовсе не случайно. Она исключает риск аварий, не концентрирует нагрузку на корпус. Практика показала, что на углах прямоугольных или квадратных иллюминаторов концентрируется нагрузка, эти места подвергаются повышенному износу, в дальнейшем – деформации, разрывам. В процессе полета это может привести к аварии, разгерметизации салона, разрыву металла корпуса.

Круглые иллюминаторы хорошо показали себя на практике, они не создают дополнительных рисков, потому активно применяются в авиастроении. Практика их применения составляет уже более 60 лет. Конструкторам нет нужды менять это решение, оно выбрано верно.

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.

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.

Кандидат в президенты США от Республиканской партии Митт Ромни в 2012 году на встрече с потенциальными спонсорами возмутился тем, что пассажиры не могут открыть «окна» в самолете.

Самолет, в котором летела жена кандидата в президенты Ромни, приземлился после того, как в салоне возникло задымление. Огня не было (все делается из негорючих материалов), но, конечно, самолет быстро посадили. Комментируя происшествие, республиканец заявил:

«Если в самолете пожар, и вам некуда идти,… вы не можете дышать, ведь воздух извне не может попасть в салон, так как иллюминаторы не открываются. Я понятия не имею, почему они не открываются. Это реальная проблема. И это очень опасно. Она задыхалась, протирала глаза. А супруге было бы намного легче пережить стресс, если бы она могла дышать свежим воздухом во время пожара. К счастью, кислорода было достаточно для пилота и второго пилота, чтобы совершить безопасную посадку в Денвере. Но сейчас она в порядке» – подытожил он.

Так почему же нельзя открывать в самолете окна и двери?

Кандидат в президенты США сожалеет что в самолетах нельзя открывать окон

Что же будет если в самолете открыть дверь? Начнем с того, что после взлёта двери самолёта оказываются под большим давлением. Площадь двери - не менее полуметра. Т.е. 5000кв.см. Даже если перепад всего 0.2Атм, то для открытия двери надо приложить 1000кгс. Вернее - 500кгс, поскольку ручка с краю двери, а другая сторона - на петлях

То есть, чтобы открыть такую дверь, потребуется сила супермена. Ни одному человеку, эта задача не под силу. Так что если вы боитесь, что какому-нибудь подвыпившему пассажиру во время полёта взбрендит открыть дверь и пассажиры начнут вылетать за борт, вам не о чём беспокоиться. Это совершенно исключено.

Кроме того, в замок двери встроено барометрическое реле, которое, как только самолет начнет набирать высоту, автоматически блокирует замок намертво. Разблокировка замка происходит только тогда, когда давление внутри самолета сравняется с наружным (то есть, на земле).

Но все же...

Примерно до 4 км - ничего особо страшного не случится, сильно будет дуть, вещи будут летать по салону. :) Станет холоднее. -6 по цельсию на каждый километр высоты. То есть на высоте 4 км станет на 24 градуса холоднее, чем в это время на поверхности земли. Теоретически, могут быть незначительные повреждения конструкции - но это зависит конкретных обстоятельств этого прискорбного происшествия, от скорости самолета и направления и скорости ветра.

На 10 км и выше будет похуже - резкая (взрывная) декомпрессия (падение давления), вплоть до эффекта взрывной волны. Вещи из салона и не пристегнутых пассажиров может вынести за борт высасываемым наружу воздухом. Летающие по салону вещи могут серьезно травмировать пассажиров (например, фотоаппарат или видеокамера). Удар по ушам (из-за изменения давления) - и резко и сильно и больно - может пойти кровь из ушей и/или носа. Кислорода на этой высоте очень мало. Нужно немедленно надеть кислородную маску (обязательно сначала себе, потом помогать другим, в т.ч. детям).

Пилот должен успеть снизиться на безопасную высоту (4 км) - чтобы пассажиры могли дышать - т.к. запаса кислорода хватает всего на минут 10. Но "упасть" на 6 км за 10 минут не проблема, можно и быстрее, главное чтобы пассажиры не переохладились, т.к. разница температур на земле и высоте 10 км составляет 60 градусов по цельсию. Вероятность повреждений конструкции несколько больше - но тем не менее - не велика.

Есть такое понятие как экстренное снижение, менее чем за 10 мин. можно снизиться до высоты 3-4 км. Но ощущения при таком спуске будут весьма не из приятных, тут на земле уши звенят от резкого перепада давления, а в стратосфере подавно.

Вот еще несколько интересных моментов:

Самолеты большую часть полета проводят на большой высоте, чему есть веские причины: безопасность, комфорт, экономия. При возникновении аварийной ситуации, у экипажа самолета, находящегося на большой высоте, - больший запас времени и возможностей справиться с ней. В холодном разряженном воздухе меньше сопротивления движению, - экономится горючее, лучше охлаждаются двигатели. На больших высотах нет насекомых и птиц, меньше сильных и разнонаправленных потоков воздуха, вызывающих турбулентность (например, когда вокруг кучевых облаков воздух идет вниз, а между ними - вверх).

Простыми словами турбулентность можно объяснить так: самолет движется по воздуху, как по плотному натянутому ковру. При благоприятных условиях давление на поверхности «ковра» распределяется равномерно; он ровный и гладкий. Но как только условия меняются, по «воздушному ковру» проходят складки, морщины. Пассажиры чувствуют это, и им кажется, что самолет ныряет в яму. Но ощущения их обманывают: самолет не падает и никуда не проваливается, а скользит дальше (только уже не по ровной, а по волнистой поверхности).

При отказе двигателя, самолет не кренится и не сваливается в пике или штопор – просто падает тяга. Двигатели разгоняют самолет, а не рулят им.

Даже при отказе всех двигателей, они все равно будут работать, в режиме авторотации (в этом случае энергия, необходимая для вращения двигателя, отбирается от набегающего на него потока воздуха). Это позволяет самолету не падать, а планировать (пролетев, при надобности, более 100 км.) и благополучно сесть в ближайшем аэропорту.

Еще про авиацию: вспомним про , а вот , ну и

Реактивное авиастроение в 1950-х годах только начиналось. Первым лайнером стала «Комета» - детище de Havilland (британская авиастроительная компания; прим. mixednews). Это был ультрасовременный реактивный пассажирский самолёт с уникальными для того времени техническими характеристиками и герметичной кабиной. К сожалению, в 1954-м две «Кометы» развалились прямо в полёте, угробив в общей сложности 56 человек.

Причина до смешного проста: квадратные иллюминаторы. Это была одна из тех досадных мелочей, которые легко упустить при проектировании; но как только что-нибудь происходит, они становятся очевидны даже ребёнку.

Квадратное окно состоит из четырех 90-градусных выемок, а стало быть, у него есть четыре слабых места. Если бы на ваш дом надавили, то трещина непременно прошла бы через угол какого-нибудь окна.

Вы замечали, что иллюминаторы во всех самолётах круглые? Это делается не для красоты - круглая форма не позволяет разорвать самолёт на куски. Давление распределяется по всей кривой вместо того, чтобы идти трещинами по углам (как выяснилось) и разрывать самолёт в клочья.

Поверьте, выяснить это было нелегко. Эксперты понятия не имели, почему конструкция самолёта разваливается, пока не протестировали структуру путём многократной симуляции давления на кабину. Конечно же, фюзеляж, в конце концов, лопнул, и разрыв начинался как раз с этих пресловутых углов. С тех пор иллюминаторы у всех самолётов только круглые.

7 полезных уроков, которые мы получили от компании Apple