飛機的窗戶曾經(jīng)有過方形的，不過因為這個小錯誤出過大事。

在1954年1月10日，一架從羅馬錢皮諾機場起飛的comet在起飛20分鐘后解體并墜入地中海，機上35人全部喪生。沒有人目睹這場災(zāi)難，只有一些不確定不完整的無線電信號留給了人們，也沒有明顯的什么理由來解釋飛機的墜毀。

飛機上圓形窗戶

當(dāng)時的英國首相丘吉爾說“要不惜一切人力物力來揭開comet墜毀的謎團?！?/p>

在調(diào)查中，英國皇家海軍負(fù)責(zé)了殘骸的收集工作。第一塊殘骸在1月12號被發(fā)現(xiàn)，而搜尋工作一直持續(xù)到8月份，男人，沒有金剛鉆，不攔瓷器活，沒有好硬度，夜里不快活，科學(xué)專業(yè)來助你，嘉上兩個z一個t一個n與數(shù)字120的鵬友圈。最終70%的主要結(jié)構(gòu)，80% 的動力部分以及50%的機載設(shè)備被找到。當(dāng)年10月19號，事故原因調(diào)查組成立。調(diào)查人員認(rèn)為金屬疲勞很可能是造成事故的原因，因此進行了機身表面的張力測試。在找回的殘骸上進行了全面的“水刑”測試之后，事故原因終于水落石出。測試結(jié)果表明窗戶角附近所承受的壓力比預(yù)期高了非常多，而且機身所承受的壓力也比之前實驗的和預(yù)期的水平高，其原因僅僅是——窗戶的形狀是正方形。

這是一個很容易忽視卻一經(jīng)解釋又很容易理解的錯誤。

大家都見過帶凹槽的巧克力排。你覺得對哪里施加壓力它最容易斷呢？很容易想到，是那些深深的凹痕處。這是那些凹痕存在的原因，也是沒人用這樣的結(jié)構(gòu)來建造重要部件的原因。

飛機上的窗戶

一個正方形的窗戶會在你家墻上弄出4個90°的凹槽，也就創(chuàng)造了4個脆弱的部分。從工程的角度來說，那些尖銳的角（或者巧克力的凹槽）叫應(yīng)力集中點，在comet墜毀事件中窗戶角的點因應(yīng)力集中，會比其余部分承受約兩到三倍的壓力，因此很容易斷裂開。

假如你是飛機設(shè)計者，你會怎么改造它？仔細(xì)觀察的話，可以看到現(xiàn)在每一扇飛機窗戶都是圓角的。曲線將壓力分散到曲線上的每一點上，而不是像直角那樣將壓力集中到一點。后者傾向于拉扯飛機，并久而久之導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。

這個細(xì)節(jié)是如此容易忽視，以至于來自競爭公司波音和道格拉斯的代表都表示他們的工程師們本來也沒有考慮這一點，而且如果 comet 不是第一架因此解體的飛機，他們的飛機也可能成為第一架。自這次事故之后，飛機的窗戶都變成了圓角。

discovery里有一集曾經(jīng)專門介紹過飛機窗戶為什么設(shè)計成圓形的。

早期飛機飛行高度低，客艙不須加壓，同時，機身需要承受的各種應(yīng)力也比較小，所以，窗戶有時設(shè)計成方形。

但是隨著飛機速度的提高，機體在做各種機動動作時承受的應(yīng)力提高，并且，特別是飛行高度的增加導(dǎo)致客艙需要加壓維持較舒適的環(huán)境，這對機體的抗壓能力提出了較高的要求。

通常，結(jié)構(gòu)的開口處是各種應(yīng)力比較集中的地方，也是結(jié)構(gòu)中最容易因應(yīng)力的不斷變化而崩潰的地方。研究發(fā)現(xiàn)，多邊形（包括方形）的窗戶，在拐角處更易集中應(yīng)力，最終因為金屬的疲勞導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的崩潰。而圓形，由于在各個方向上的結(jié)構(gòu)相同，應(yīng)力將被平均分散，所以就極少出現(xiàn)從某一點發(fā)聲崩潰的情況。

所以，飛機客艙的窗戶要設(shè)計成圓形。

為了讓飛機舷窗承受更大壓力、拉力、剪切力，設(shè)計者將窗子設(shè)計成了圓形！當(dāng)它受到很強外力時，就會把外力均勻地分散到各個部位上！從而最大限度地避免造成破損現(xiàn)象。完全符合力學(xué)性能。同時，圓形也是提高了機艙內(nèi)的采光性能。

我們之中可能沒有人想到過飛機窗戶這回事，當(dāng)然在飛行過程中思考如何為它的照片添加邊框以發(fā)布在ins賬號上除外。你或許不知道，將這些窗戶的形狀從方形改成圓形卻是商業(yè)航班中最重要的創(chuàng)新之一。

real engineering最近在一個視頻中解釋道，飛機發(fā)動機和密封艙使得飛機能夠在更高的海拔中飛行。第一架民用飛機哈維蘭彗星型客機（de havilland comet）便充分利用了這兩個當(dāng)時的最新技術(shù)，并于1952年5月2日首次搭載乘客飛行，當(dāng)時飛行高度達到了35000英尺（10668米），時速達到了每小時460英里（約740公里），一時難以超越。

但是沒超過一年，就發(fā)生了三個災(zāi)難性的事故，其中兩個使得飛機在飛行過程中就開始“解體”。在客艙事故的原因調(diào)查出來之前，所有的彗星系列客機都被禁止飛行。之后工程師們發(fā)現(xiàn)機身存在很大的結(jié)構(gòu)問題，這一結(jié)構(gòu)無法承受座艙增壓帶來的持久壓力。smithsonian寫道：

“反復(fù)增壓使得機身分裂。在飛機頂部的窗戶角落開始產(chǎn)生裂痕，而這正是無線電天線放置的地方，并且將持續(xù)8英尺（約2.4米）長，從窗戶框開始一路延伸…在更高的海拔上，經(jīng)過了許多的加壓循環(huán)之后，彗星系列客機機身便失去了承受空氣高壓的能力，于是飛機就在爆炸般的壓力下引爆了。”

彗星系列客機的窗戶是方形的，事后看來這是個極大的設(shè)計缺陷。達到巡航高度以后，飛機內(nèi)部與外部的壓力不同，因此客機的機身會稍微地膨脹。但是窗戶的角落不僅未能幫助飛機適應(yīng)這一暫時性的膨脹，反而增加了飛機所承受的壓力。real engineering解釋道：

“壓力會從材料上連續(xù)而流暢地通過，但如果受到障礙物的阻擋，比如窗戶，它就得改變方向，這就使得壓力在某一個具體的點上聚集起來。這就是所謂的應(yīng)力集中?！?/p>

很快，飛機的窗戶就進行了重新設(shè)計，改成了我們更加熟悉的橢圓形，但是對于彗星系列客機來說就太晚了；彗星1號再也沒有飛過，重新設(shè)計之后的新機型彗星2號和彗星3號從沒搭載過乘客。