為什麽飛機客艙的窗戶是圓形的?

【2025年12月07日訊】(記者陳俊村報導)也許你搭乘飛機喜歡坐在靠窗的座位上,因為這樣可以欣賞沿途的風光。但你可曾注意到,飛機客艙裡的窗戶是圓的,沒有四四方方的角,不像一般建築物的窗戶都是方的?為什麼會這樣呢?

據航空新聞網站「簡單飛行」(Simple Flying)報導,現在飛機上所有客艙的窗戶都是圓形或帶有圓角的矩形,沒有棱角分明的窗戶。但並非一直都這樣,最早的噴射客機配備的是方形窗戶,直到上個世紀50年代發生了幾起飛機空中解體事故,飛機製造商才將方形窗戶改成圓形。

美國聯邦航空管理局(FAA)指出,方形窗戶是導致英國飛機製造商德哈維蘭公司(de Havilland)所生產的彗星1型(Comet 1)飛機在1953和1954年發生三起空中解體事故的因素之一。

這三起事故都是飛機在飛行時突然解體,隨即機毀人亡。調查發現,這些飛機的方形窗戶所造成的應力集中遠超過先前的計算結果。FAA說:「這些應力集中導致窗戶拐角處的材料疲勞,進而迅速造成機身斷裂。」

為此,德哈維蘭公司等飛機製造商改用圓形窗戶,而整個航空界也認定,飛機只能永遠使用圓形窗戶或帶有圓角的矩形窗戶。

座位
即便是方形的窗戶,它的四個角也是圓的。(Shutterstock)

方形窗戶在工程上的弱點

方形窗戶的尖角會產生局部應力。相較之下,圓形或圓角窗戶能消除應力集中,有助於機身在循環負荷作用下抵抗裂開。

由於飛機客艙處於加壓狀態,所以機身會承受向外膨脹的應力。機身上的每一個開口,例如窗戶,都會破壞整體結構,造成應力集中。而邊角就像放大鏡一樣,會放大應力。方形窗戶在角落造成的應力集中程度可能比弧形窗戶高出三倍,這取決於多種因素。

反覆的加壓(也稱為循環)對機身老化的作用遠大於飛行時數。30分鐘的短程飛行和12小時的長程飛行造成的增壓疲勞程度大致相同。這會影響機身蒙皮、鉚釘線、搭接接頭和框架。其中,承受最大壓力差的門窗是疲勞最嚴重的部位之一。

美國阿羅哈航空(Aloha Airlines)一架波音737-200型客機曾於1988年發生上半部外殼破損事故,就是一個循環疲勞的例子。這架飛機並未完全解體,而且飛行員成功緊急迫降,挽救了機上所有人員的生命。

美國國家運輸安全委員會(NTSB)認定該事故的原因是「機身蒙皮接合處嚴重脫離和疲勞受損」,這是反覆加壓造成的。而該飛機使用的圓形窗戶並非這次事故的結構失效點。

除了使用圓形窗戶之外,避免機身解體的另一個方案是完全不使用窗戶。美國史派克航太公司(Spike Aerospace)正在研發的一款超音速公務機便取消了窗戶,取而代之的是可提供全尺寸高清顯示的數位螢幕。這有助於飛機承受超音速飛行帶來的壓力。

遊輪艙房內的圓形窗戶。(Shutterstock)

船舶傳統上也使用圓形窗戶

傳統上,船舶的窗戶也採用圓形設計。這也是基於相同的結構原因,但船舶在海上航行和飛機在空中飛行的物理特性並不完全相同。現代遊輪通常配備大型矩形窗戶,但這些窗戶都經過加固,而且採用大半徑圓角。

雖然船舶無需像飛機那樣應對快速的加壓循環。然而,在船體下部,窗戶和船體本身需要承受海浪的持續衝擊。在猛烈的風暴中,靠近水線的窗戶會承受巨大的壓力。而在水線以上的高處,窗戶則需要應付強大的風力。

遊輪上常見的方形窗戶通常不是船體結構的一部分,它們只是其結構上比較不重要的上層建築部分。

基於結構完整性的考慮,太空船的舷窗通常也是圓形,但有可能採用其它形狀,例如梯形。梯形舷窗有助於飛行員觀察周圍環境,這對於對接和交會至關重要。而普通飛機駕駛艙的舷窗可能不是圓形的,但邊角是圓角的。

值得一提的是,先前有女飛行員肯卡(Christine Cancar)透露,搭乘飛機時,坐在窗戶旁邊的乘客會有比較高的健康風險,因為「飛機的窗戶不會過濾陽光中具有殺傷力的紫外線。」

由於老年人罹患皮膚癌的風險較高,所以當他們搭乘飛機時,最好不要坐在窗戶旁邊。(欲知更多詳情,請點擊女飛行員:年長者搭飛機 應避免坐在窗戶邊。)

另有資深女空服員弗格森(Linda Ferguson)說,當你坐在窗戶邊打盹時,絕對不要用窗戶或牆壁支撐頭部,這主要是基於衛生考量。(欲知更多詳情,請點擊聽老牌空姐的話 搭機時別讓頭部靠著窗戶。)

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發佈:2025-12-07 19:58 | 修改:2025-12-07 19:58

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