你坐飛機時,趴在窗戶上向外看的時候有沒有發(fā)現(xiàn),窗戶底部竟然有個小孔。
這小孔干啥用的?
你這么愛思考,肯定也查過。很多都告訴你小孔的作用是平衡氣壓,但為什么要平衡,怎么平衡,你肯定看的一臉懵逼。
我也帶著一臉懵逼,查了半天資料,真是辛苦我了。
下面把學(xué)到的知識給各位觀眾老爺匯報,以后坐飛機再也不怕和鄰座的妹子冷場了。
首先,初中你就學(xué)了,海拔越高,溫度越低,氣壓也越低。
在飛機巡航的大約萬米高空,氣壓只相當于地面的30%,氣溫也低到了零下三四十度。
這個環(huán)境,高年級的體育生都害怕。
而機艙里面,那氣溫怎么著也有個20度。你想想啊,這內(nèi)外溫差那么老大,會發(fā)生什么?
如果想不到,你冬天坐過車吧,無論是汽車還是高鐵,是不是經(jīng)??吹杰噧?nèi)的窗戶表面有很多水?讓人難受。
為啥會有水呢?因為窗戶太涼,車里面的水蒸氣遇冷液化。
那窗戶為啥涼呢?因為玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)高,說人話就是不隔熱。
汽車高鐵唄,有點水你擦擦就行了。但是在飛機上就不好了,水滋呼啦的不光不好看,還會導(dǎo)致內(nèi)飾吸水,飛機更重更費油,甚至腐蝕機身。
咋解決呢?從源頭下手,讓窗戶更加隔熱。
窗戶的材質(zhì)看著像玻璃,其實它不是玻璃,而是丙烯酸樹脂,也就是亞克力板。導(dǎo)熱系數(shù)其實挺小的,只有大概0.18w/mk,比玻璃的0.96小多了。
但是,還不夠小。
那你說導(dǎo)熱系數(shù)又小又便宜的物質(zhì)是什么?
空氣,只有0.024。你以為你冬天斥巨資買的羽絨服,買的是鵝絨鴨絨嗎?不是,你實際買的是那一坨被羽絨固定的空氣。
既然空氣保溫好,那就很簡單了。把亞克力板做成兩層,中間留一層薄薄的空氣,這保溫效果絕對沒的說。
然后咱回到飛機窗戶。雖然在亞克力板中間留一層空氣能更加保溫,但缺點也來了,就是不安全。
何出此言?
因為前面說了,萬米高空不光溫度低,氣壓也低,只有地面的30%。但你客艙內(nèi)的壓力不能這么低,不然乘客肯定會止不住地放屁。
實際上,飛機里面的氣壓會隨著飛行高度,逐漸下降,最后穩(wěn)定在大概相當于2000米左右海拔的氣壓。
具體是左還是右,那就看你實力了。飛機越好,艙內(nèi)的壓力一般都會越高,你坐起來也會更帶勁。
既然隨著飛機起降,飛機內(nèi)外的壓力都會變化,意味著這兩層窗戶都會一直受力,而且這個力還是頻繁變化的。
一個結(jié)構(gòu)受到交替變化的循環(huán)載荷,會發(fā)生什么?沒錯,疲勞。
等疲勞過度,就堅持不住裂開了,如果運氣不好甚至會遇到兩層窗戶一塊裂開,畢竟兩層都疲勞。
窗戶突然裂開,會發(fā)生什么就不用說了,電影《中國機長》你肯定看過。
那怎么避免兩層窗戶同時疲勞呢?
簡單,只需要在里面這一層窗戶上開個1mm的小孔。讓中間那一層薄薄的空氣和艙內(nèi)空氣連通,這樣無論機艙內(nèi)的氣壓怎么變,內(nèi)層窗戶兩邊的氣壓都一直相等。
氣壓相等,沒有壓力差,也就不會疲勞了。
即使外面這一層窗戶堅持不住,kuchua裂開了,里面這一層不疲勞的還能立馬頂上,不至于讓機身出現(xiàn)個大窟窿,讓你缺氧呼吸困難。
說到這,你可能會問了。
不對,萬一我運氣不好,坐飛機碰見了外層窗戶裂開。內(nèi)層雖然頂上了,但內(nèi)層畢竟是有小孔的,機艙內(nèi)的空氣會不會通過這1mm的小孔唰唰唰排出去,把我憋死?
哎呀,這個問題問得很有深度。
空氣動力學(xué)告訴我們,空氣經(jīng)過一段直管道流動時,無論進出口壓差多大,空氣在管道內(nèi)流動的速度都不可能超音速。
咱就假設(shè)小孔內(nèi)的空氣速度等于音速,340m/s。然后掐指一算,流量等于密度乘以速度再乘以流動面積,就是19.2g/分鐘。
這個數(shù)啥概念呢?適航規(guī)章831條有規(guī)定,飛機要保證每個人每分鐘能分到250克的空氣。
這很直接了,就算是10個窗戶同時裂了,這10個小孔漏的氣都還不夠一個人呼吸呢,完全忽略不計的。
除非你把小孔的形狀從直的改成彎的,搞成拉瓦爾噴管那種收擴通道,通過它漏氣就能超音速了。
但是,這么設(shè)計跟研制出來冬天也能存活的蚊子有什么區(qū)別?
說到這,你恍然大悟。這就是航空領(lǐng)域祖?zhèn)鞯娜哂嘣O(shè)計,外層是主力,內(nèi)層是備份。而你看到的小孔,正是讓內(nèi)層成為備份的關(guān)鍵。
因為小孔很重要,所以不能讓你接觸到。不然你坐在那好幾個小時,又沒有手機玩,你能忍住不扣個鼻屎,或者從身上搓點泥,把這個小孔給堵住嗎?你要真能忍住,那你肯定戒過毒。
設(shè)計師也不相信你能忍住。所以他專門在最內(nèi)側(cè)又加了一層,這一層不受力也不密封,僅僅就是個蓋子,最終就形成了飛機客艙的三層窗戶。
這三層從外向內(nèi),最外面的一層最重要,也最厚,大概能有個1cm厚。
中間這一層,是備份,所以不需要那么厚,就只有0.5cm。
最里面你能摸到這一層,就更薄了,也許只有0.2cm。畢竟沒啥用,只是防手賤的。
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