Почему современные пассажирские самолёты не имеют прямоугольных иллюминаторов

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Первые пассажирские самолёты имели квадратные или прямоугольные иллюминаторы. И до середины 1950-х такое конструктивное решение считалось вполне приемлемым. Прямоугольные иллюминаторы стояли почти на всех крупных лайнерах той эпохи, к примеру, на Douglas DC-4 (с 1942), на Lockheed Constellation (L-049 и Super Constellation с 1943), Boeing 377 Stratocruiser (с 1947), Convair 240/340/440 (с 1947) и на советских Ил-12 и Ил-14 в пассажирских вариантах.

 Ил-14
Ил-14
Автор: Lars Söderström Источник: commons.wikimedia.org

Прямоугольные окна казались более современными и стильными по сравнению с маленькими круглыми иллюминаторами, которые были типичны для военных и ранних транспортных самолётов 1930-х. Они обеспечивали гораздо лучший обзор для пассажиров. Да и технологически их было проще изготовить и вставить в тогдашнюю обшивку фюзеляжа, ведь квадратные вырезы легче размечать и обрамлять.

Технически это тоже не вызывало никаких проблем. Самолёты того времени летали на относительно малых высотах (обычно 5-7 км), где разница давлений между салоном и наружной атмосферой была относительно небольшой (составляла порядка 20-25 кПа). При таких нагрузках концентрация напряжений в углах прямоугольных окон не приводила к быстрому накоплению усталостных повреждений в течение эксплуатации самолёта.

Convair CV-440
Convair CV-440
Автор: Общественное достояние Источник: commons.wikimedia.org

Всё изменилось с появлением первого в мире коммерческого реактивного пассажирского самолёта de Havilland Comet 1, который был введён в эксплуатацию в 1952 году. Инженеры de Havilland сохранили прямоугольные иллюминаторы. Они были ещё крупнее и с очень малым радиусом скругления углов (около 6-9 мм). Это решение было продиктовано теми же соображениями: современный вид, максимум света, панорамный обзор, футуристический дизайн.

Однако именно этот выбор стал роковым. Comet 1 летал на принципиально других высотах (10,7-12,2 км). Перепад давлений вырос до 35-38 кПа, а это в 1,5-2 раза больше, чем у поршневых предшественников. Кроме того, реактивный самолёт совершал гораздо больше взлётов-посадок за год, а ресурс фюзеляжа планировался на десятки тысяч часов.

В прямоугольном окне с малым радиусом углового скругления в углах возникала очень высокая концентрация напряжений (коэффициент концентрации Kt мог достигать 3-3,5 и более). Микроскопические дефекты (царапины, металлургические неоднородности) в зоне концентрации вызывали усталостные трещины, которые медленно росли при каждом цикле повышения давления, пока не достигали критических размеров, приводящих к разрывам.

Comet 1 G-ALYP
Comet 1 G-ALYP
Автор: Douglas&Marahys Источник: commons.wikimedia.org

В результате произошли две катастрофы, вызванные усталостным разрушением фюзеляжа. Зимой 1954 года самолёт с регистрационным номером G-ALYP (рейс BOAC 781) потерпел крушение в Средиземном море около Эльбы. Причиной стала разгерметизация на высоте около 8 тыс. метров. В апреле того же года около Неаполя разбился второй самолет с номером G-ALYY.

В ходе официального расследования самолёт G-ALYU подвергли ускоренным ресурсным испытаниям в водяной ванне (имитация переменной нагрузки путём нагнетания и сброса давления водой). После 3057 циклов произошёл взрывной разрыв фюзеляжа именно в районе одного из пассажирских прямоугольных окон, хотя в реальных катастрофах первыми были окна радиопеленгатора ADF в носовой части. Было установлено, что при проектировании недостаточно учли циклическую нагрузку, а фюзеляж имел слабую структуру (шпангоуты не могли эффективно останавливать рост трещины).

G-ALYY
G-ALYY
Автор: Общественное достояние Источник: commons.wikimedia.org

После катастроф Comet 1 сняли с эксплуатации. В последующих модификациях окна стали делать овальными с большим радиусом скругления, обшивку усилили, ввели более жёсткие требования к усталостным испытаниям.

Этот трагический опыт навсегда изменил подход к проектированию салонов во всём мире. С тех пор ни один серийный реактивный пассажирский лайнер не вернулся к прямоугольным иллюминаторам с малым радиусом углов — практически все перешли на круглые или овальные иллюминаторы с радиусом скругления не менее 50-100 мм. А старые поршневые машины с прямоугольными окнами постепенно доживали свой век и заменялись новыми типами.

Автор: Lars Söderström Источник: commons.wikimedia.org
Изображение в превью:
Автор: Общественное достояние
Источник: commons.wikimedia.org
Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)

8 комментариев

Добавить комментарий

a
Уже было. И не единожды.
Tanechka

А Вы почитайте, может что-то новое написано. Ну или просто мимо пройдите.
a
Нового нет. Смешно, что под последней фотографией даже нет названия самолета. И почему-то чешской авиакомпании. Так что еще и оформление неряшливое.
Tanechka

Рада, что повеселила Вас. Надеюсь настроение у Вас улучшилось.
А вот название самолета на последнем фото не важно в контексте статьи, поэтому и не указано.
a
Если это не важно, то зачем вставлять фоточЬку? А если важно показать круглые иллюминаторы — то надо дать модель самолета. Или вас воротит от «советскости» модели Ту-104, что вы не нашли фото в ливрее Аэрофлота?
Tanechka

Интересные выводы Вы делаете, однако)
a
Я и говорю, неряшливо вы статью оформили. Да еще какой-то там по счету дубль.
Zloi
Чего душните? Придрались к девушке на ровном месте. Покажите нам всем пример, как оформлять и как интересно писать о чем-то новом, а мы почитаем и подушним.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Как устроена раскаленная «планета-зефир»: «Джеймс Уэбб» нашел кварцевые облака и аномальный климат на WASP-17 b

Когда астрономы изучают атмосферы планет за пределами Солнечной системы, они чаще всего используют метод спектроскопии пропускания. В моменты, когда экзопланета проходит между Землей и своей...

Почему волк покидает родную стаю, даже когда в ней достаточно пищи

Волчья семья может годами жить на одной территории. Взрослые животные знают, где искать пищу, молодые постепенно осваивают окружающую местность, а подросшие волчата помогают заботиться о младших....

Илон Маск обещает летающий автомобиль к 2028 году. Эту сказку нам слово в слово рассказывали в 1957-м

На испытательном полигоне компании SpaceX в городе Макгрегор, штат Техас, состоялась закрытая презентация новой версии спортивного автомобиля Tesla Roadster. Во время показа машина заехала на...

ИИ декодировал язык клеточных сигналов — и подсказал, как вырастить живые ткани в пробирке

В процессе развития эмбриона исходно одинаковые клетки постепенно превращаются в десятки специализированных типов: нейроны, мышечные волокна, клетки печени или кожи. Выбор пути зависит от...

Плейлисты на компакт-кассете: как дека Uher CG 355 запоминала порядок треков

В конце 1970-х слушать кассету значило постоянно держать руку на клавишах. Нужный трек искали перемоткой вперёд или назад, глядя на механический счётчик или просто на слух. Мюнхенская фирма Uher...

Как остановить опасный астероид, если таран не сработает: суперкомпьютер нашел решение

Падение крупного небесного тела на Землю — единственный вид глобальной природной катастрофы, который человечество способно предотвратить с помощью доступных технологий. Атмосфера планеты...