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飛機(jī)窗戶(hù)上為什么會(huì)有個(gè)小孔?

2017-04-17
關(guān)鍵詞: 飛機(jī)窗戶(hù)

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  圖:波音737的三層窗戶(hù)分解圖

  曾有人在網(wǎng)上發(fā)帖問(wèn)飛機(jī)窗戶(hù)上的小孔的作用及功能。名為Pygmalion的用戶(hù)回復(fù)說(shuō):“飛機(jī)窗戶(hù)上的孔是為了平衡玻璃間隔和客艙內(nèi)的氣壓,防止內(nèi)層玻璃破裂。”還有其他人也回答了這個(gè)問(wèn)題,他們的答案要么全對(duì)要么部分正確,可對(duì)于不熟悉飛機(jī)構(gòu)造或相關(guān)術(shù)語(yǔ)的人來(lái)說(shuō),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(jī)窗戶(hù)設(shè)計(jì)研發(fā)和制造的領(lǐng)頭者)技術(shù)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(jī))維修手冊(cè)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(shù)商用飛機(jī)的客艙窗戶(hù)均由外層、中層和內(nèi)層玻璃組成。和你想的一樣,這些名稱(chēng)取決于你身處飛機(jī)的內(nèi)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(shù)脂因其材料透明度和彈性而廣受稱(chēng)贊,不過(guò)這三層窗戶(hù)中只有外層窗戶(hù)和中層窗戶(hù)屬于結(jié)構(gòu)窗戶(hù)。這些結(jié)構(gòu)窗戶(hù)的周邊均由橡膠進(jìn)行封閉并被安置在飛機(jī)的機(jī)身上。內(nèi)層窗戶(hù),又被Moncur稱(chēng)作保護(hù)罩,處于乘客這一邊,被安裝在機(jī)艙的內(nèi)側(cè)。波音737的三層窗戶(hù)分解圖如上圖所示:

  這三層窗戶(hù)的組合密封導(dǎo)致外層窗戶(hù)和中層窗戶(hù)之間留有微小間隙。Marlowe表示這是兩層窗戶(hù)氣隙設(shè)計(jì)的關(guān)鍵組成部分,其中外層窗戶(hù)為主要結(jié)構(gòu)窗戶(hù),承受著飛行過(guò)程中的機(jī)艙氣壓。

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  圖:資料圖片

  主要結(jié)構(gòu)窗戶(hù)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(wú)法正常工作;因此在客艙內(nèi),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?nèi)外的氣壓差異越大,飛機(jī)各部位承受的壓力也越大,包括它的窗戶(hù)。

  外層窗戶(hù)是最主要的結(jié)構(gòu)意味著在正常情況下,外層窗戶(hù)承受了艙內(nèi)增壓帶來(lái)的所有壓力。Moncur表示內(nèi)層窗戶(hù)很多余,它存在的意義是為了以防外層窗戶(hù)破裂而設(shè)置的故障保險(xiǎn)裝置,但外層窗戶(hù)破裂的情況極其罕見(jiàn)。(據(jù)波音737維修手冊(cè)記載,在溫度為70華氏度時(shí),中層窗戶(hù)能承受1.5倍的工作壓力。)下圖是Moncur提供的示意圖,它說(shuō)明了每層玻璃的相對(duì)厚度以及分開(kāi)它們的氣隙。(注,圖中的inner pane其實(shí)就是中層窗戶(hù)):

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  圖:資料圖片

  了解到這些之后,中層窗戶(hù)玻璃上的通氣孔功能就很明顯了:它是一個(gè)排放閥,能平衡客艙與中層窗戶(hù)和外層窗戶(hù)之間的氣壓。這個(gè)小孔能確保在航行過(guò)程中艙內(nèi)壓力只作用于外層玻璃,因此為了以防萬(wàn)一才保留了中層窗戶(hù)。

  據(jù)波音737維修手冊(cè)介紹,窗戶(hù)之間的氣隙還能排除霧和霜,不過(guò)無(wú)數(shù)相片說(shuō)明這一組裝反而會(huì)導(dǎo)致玻璃上凝結(jié)水汽??梢钥隙ǖ卣f(shuō),這種組裝形式構(gòu)建了一個(gè)最安全的環(huán)境。這一組裝能確保中層窗戶(hù)受損后飛機(jī)還能安全著陸。維修手冊(cè)還警告說(shuō)中層窗戶(hù)上若出現(xiàn)裂縫,那么客艙內(nèi)不應(yīng)繼續(xù)增壓。

  通過(guò)防止龜裂、裂紋、刮傷和碎裂,最內(nèi)層窗戶(hù)能保持中層窗戶(hù)的結(jié)構(gòu)完整性并保護(hù)整個(gè)窗戶(hù)裝置。


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