Tại sao cửa sổ máy bay hình bầu dục, không phải hình vuông hay chữ nhật?

Trong ngành hàng không thời sơ khai, cửa sổ máy bay thường có hình vuông. Nhưng sau hai vụ tai nạn, các nhà khoa học đã phát hiện ra lỗi nguy hiểm và đưa ra sự thay đổi này.

Trong ngành hàng không thời sơ khai, cửa sổ máy bay thường có hình vuông. Nhưng sau hai vụ tai nạn, các nhà khoa học đã phát hiện ra lỗi nguy hiểm và đưa ra sự thay đổi này.

Mọi người biết rằng cửa sổ máy bay thường là hình bầu dục, không phải hình vuông hay chữ nhật. Vì sao lại như vậy?

Trước đây, các máy bay chở khách thương mại đều có cửa sổ hình vuông. Điều này giúp giảm cảm giác khó chịu cho hành khách và đảm bảo ánh sáng tự nhiên trong cabin.

Các máy bay thương mại đầu tiên đều có cửa sổ hình vuông. Nhưng ngày nay, tất cả đều là cửa sổ hình bầu dục. Sự thay đổi này không phải vì vấn đề thẩm mỹ mà bắt nguồn từ một lịch sử đau buồn.

Ngày 2/5/1952, chiếc máy bay thương mại đầu tiên trên thế giới có cửa sổ hình vuông, De Havilland Comet, bắt đầu hoạt động. Tuy nhiên, sau chỉ 1 năm, vào tháng 1 năm 1954, chuyến bay 781 của Comet từ sân bay Ciampino của Rome, chỉ sau khoảng 20 phút sau khi cất cánh, đã rơi xuống biển Địa Trung Hải, khiến toàn bộ 35 người trên máy bay thiệt mạng.

Không tìm thấy hộp đen, để điều tra vụ tai nạn này, cơ quan chức năng đã phải trục vớt đống đổ nát trên một diện tích lên đến 260km2.

Chỉ sau 16 ngày, một vụ tai nạn khác xảy ra. Chuyến bay 201 của South African Airways từ London đến Johannesburg gặp nạn khi đâm xuống biển, khiến 21 người thiệt mạng. Tin tức này đã làm cho thế giới chấn động và đặt ra câu hỏi về an toàn của máy bay.

Dựa trên thông tin từ vụ tai nạn, nhóm điều tra đã phát hiện rằng thi thể được tìm thấy từ cả hai vụ tai nạn đều có dấu hiệu tổn thương ở hộp sọ và nổ phổi.

Nhóm điều tra cho rằng có thể máy bay đã phát nổ do áp suất. Để kiểm tra giả thuyết này, các nhà nghiên cứu đã xây dựng một hộp sắt lớn và đặt máy bay vào bên trong. Họ đổ nước vào bên trong hộp, đồng thời tạo áp suất để mô phỏng áp suất máy bay phải chịu khi ở độ cao.

Khi một vật thể chịu lực ngoại, nội lực biểu hiện qua ứng suất, đại lượng biểu thị nội lực trong vật thể biến dạng. Chưa đầy một tháng sau khi thí nghiệm bắt đầu, những vết nứt dài 2m xuất hiện trên thân máy bay. Họ cũng phát hiện áp suất xung quanh cửa sổ và cửa ra vào cao gấp 4 lần so với phần còn lại của máy bay.

Khi máy bay bay cao, áp suất bên trong và bên ngoài máy bay khác biệt nhiều hơn. Điều này làm cho thân máy bay bị nở ra, tác động đến ứng suất và áp suất lên các bộ phận khác của máy bay. Vì vậy, hình dạng của cửa sổ trở thành một chi tiết quan trọng.

Ứng suất trên thân máy bay sẽ lan tỏa qua các chi tiết, bao gồm cả cửa sổ. Nếu cửa sổ hình vuông hoặc chữ nhật, nó sẽ cắt đứt dòng ứng suất, làm tăng áp suất ở các góc nhọn. Điều này có thể gây vỡ kính cửa sổ và nứt thân máy bay. Với áp lực liên tục, bốn góc cửa sổ trên máy bay đã trở thành một thảm kịch kinh hoàng trong những năm đầu tiên.

Ngược lại, cửa sổ hình bầu dục không có góc cạnh, do đó không có điểm nào chịu tác động cục bộ. Điều này làm cho áp lực và phân bố lực lên cửa sổ đều hơn, giảm thiểu khả năng vỡ. Nhờ những cửa sổ hình bầu dục này mà chúng ta có chuyến bay an toàn hơn và có thể thưởng thức cảnh đẹp bên ngoài thoải mái.

Nguyên tắc này cũng áp dụng trên tàu thủy và tàu vũ trụ. Lỗ nhỏ trên cửa sổ máy bay cũng giúp cân bằng áp suất và sức ép giữa bên trong và bên ngoài.