ทำไมหน้าต่างเครื่องบินถึงเป็นทรงกลม?

หน้าต่างเครื่องบินไม่ได้รับการออกแบบมาให้ “โค้งมนเพื่อความสวยงาม” แต่รูปทรงนี้เป็นวิธีที่ปลอดภัยที่สุดในการรับมือกับแรงกดดันมหาศาลบนท้องฟ้า

นักท่องเที่ยวถ่ายรูปจากหน้าต่างเครื่องบิน ภาพโดย Alina Matveycheva/Pexels

ในปัจจุบันเครื่องบินพาณิชย์เกือบทุกลำใช้หน้าต่างประเภทเดียวกัน คือ หน้าต่างทรงสี่เหลี่ยมผืนผ้าโค้งมน บางครั้งอาจมีลักษณะใกล้เคียงกับรูปวงรีมากกว่าทรงสี่เหลี่ยมจัตุรัส

สำหรับผู้โดยสาร หน้าต่างเหล่านี้เป็นเพียงหน้าต่างทรงกลมสำหรับชมเมฆและท้องฟ้า แต่ตามรายงานของ Reader's Digest เส้นโค้งที่มุมทั้งสี่คือรายละเอียดสำคัญที่ช่วยให้ตัวเครื่องบินไม่แตกร้าวเมื่อบินที่ระดับความสูงหลายหมื่นเมตร

ที่ระดับความสูงปกติ ห้องโดยสารจะถูกปรับความดันเพื่อให้ผู้โดยสารสามารถหายใจได้ตามปกติ ในขณะที่อากาศภายนอกจะเบาบางลงและมีความดันต่ำกว่ามาก ดังนั้น ลำตัวเครื่องบินจึงต้องเผชิญกับความแตกต่างของความดันสูงอย่างต่อเนื่อง โดย "พองตัวและยุบตัว" เล็กน้อยในแต่ละรอบการบินขึ้นและลงจอด

HowStuffWorks เว็บไซต์ความรู้ทั่วไปของอเมริกา อธิบายว่า หากหน้าต่างถูกออกแบบให้เป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสหรือสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่มีมุมแหลมคม แรงกดทั้งหมดจะกระจุกตัวอยู่ที่มุมแหลมทั้งสี่มุมนั้น ก่อให้เกิดจุดอ่อนที่อันตรายอย่างยิ่ง ในกรณีนี้ โลหะมีแนวโน้มที่จะเกิดรอยแตกร้าวเล็กๆ ซึ่งอาจค่อยๆ พัฒนาเป็นรอยฉีกขาดขนาดใหญ่ ซึ่งเป็นอันตรายต่อความสมบูรณ์ของลำตัวเครื่องบิน

หน้าต่างเครื่องบินดูเล็ก โค้งมน และดูเหมือนจะมีไว้เพียงเพื่อมองดูเมฆ แต่เบื้องหลังรูปทรงที่ดู “สวยงาม” นั้นซ่อนเรื่องราวเกี่ยวกับอุบัติเหตุทางอากาศ ความกดอากาศ และบทเรียนราคาแพงเอาไว้ ภาพ: Humphrey Muleba, Alex Azabache/Pexels

บทเรียนอันเจ็บปวดที่สุดของอุตสาหกรรมการบินเกิดขึ้นในช่วงทศวรรษ 1950 เครื่องบินเดอ ฮาวิลแลนด์ โคเม็ต เครื่องบินเจ็ทพาณิชย์รุ่นบุกเบิก ได้รับการออกแบบให้มีหน้าต่างทรงสี่เหลี่ยม หลังจากเกิดอุบัติเหตุเครื่องบินตกลึกลับหลายครั้ง การทดสอบจำลองแรงดันในห้องปฏิบัติการพบว่าบริเวณรอบมุมหน้าต่างเป็นจุดที่เกิดแรงกดมากที่สุด

นิตยสาร AFAR ระบุว่ามุมฉากทำให้โลหะโดยรอบเกิดความล้าอย่างรวดเร็ว แตกร้าวหลังจากบินหลายเที่ยวบิน และในที่สุดก็นำไปสู่ปัญหาลำตัวเครื่องบินเสียหายกลางอากาศ นับแต่นั้นมา หน้าต่างสี่เหลี่ยมแทบจะถูกห้ามใช้ในการออกแบบเครื่องบินโดยสาร

เมื่อเปลี่ยนมาใช้หน้าต่างทรงสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่มีมุมโค้งมนหรือรูปทรงเกือบวงรี ลักษณะการรับน้ำหนักจะเปลี่ยนไปอย่างสิ้นเชิง เส้นโค้งที่ต่อเนื่องช่วยกระจายแรงรอบกรอบหน้าต่างอย่างสม่ำเสมอ จึงไม่เกิดจุดรวมแรงที่มุมแหลมอีกต่อไป

โครงสร้างโค้งมนทำหน้าที่เป็น “ส่วนโค้ง” ของแรงดัน ช่วยให้ลำตัวเครื่องบินสามารถทนต่อแรงดันซ้ำๆ ได้ตลอดอายุการใช้งาน โดยไม่เกิดความล้าจากโลหะอย่างรวดเร็ว กล่าวอีกนัยหนึ่ง ส่วนโค้งที่นุ่มนวลที่ผู้โดยสารมองเห็นนั้น แท้จริงแล้วคือ “เกราะ” ที่แข็งแกร่งที่สุดของบริเวณหน้าต่าง

Islands.com ระบุว่าหน้าต่างทรงโค้งมนและยาวไม่เพียงแต่ปลอดภัยกว่าเท่านั้น แต่ยังทำให้ห้องโดยสารดูนุ่มนวลและน่าอยู่กว่าหน้าต่างทรงเหลี่ยมมุมอีกด้วย แสงที่ส่องผ่านกรอบโค้งมนยังกระจายตัวได้นุ่มนวลกว่า ช่วยให้ผู้โดยสารรู้สึกสบายตาน้อยลงเมื่อมองออกไปเห็นแสงแดดจ้า

ทุกวันนี้ เมื่อคุณเดินผ่านที่นั่งริมหน้าต่าง แทบไม่มีใครจำการทดสอบแรงดันอากาศหรืออุบัติเหตุเครื่องบินโคเมทตกได้ แต่หน้าต่างทรงสี่เหลี่ยมผืนผ้าโค้งมนบนลำตัวเครื่องบินแต่ละบานเป็นผลมาจากประสบการณ์และการพัฒนาทางเทคนิคที่สั่งสมมาหลายทศวรรษ

ที่มา: https://znews.vn/tai-sao-cua-so-may-bay-bo-tron-post1604088.html