آشنایی با پنجره های هواپیما؛ کاربرد، طراحی و ساخت

پنجره ی هواپیما

هر پنجره ای کاربرد خاص خودش را دارد، هر پنجره ای در عین حال که محافظ است، دریچه ای به به بیرون نیز هست حال این فضای خارجی و یا بیرون کجاست، رابطه ی مسقیمی دارد که آن پنجره در کجا نصب شده باشد. پنجره ی هواپیما بر خلاف ظاهر کوچک و نقلی که دارد، کاربردهای بسیار مهمی دارد و هرگونه خلل و یا مشکلی که برایشان به وجود آید ممکن است که سرنوشت مسافران یک پرواز کاملا عوض گردد. در ادامه با ما در الی گشت همراه باشید تا به اتفاق هم بررسی کنیم که پنجره ی هواپیما چگونه است.

مطالب مرتبط:
حقایقی باورنکردنی در مورد چاله هوایی در پرواز
معرفی هواپیمای بوئینگ ۷۴۷
با کابین خلبان آشنا شوید

در ابتدا باید بگوییم که پنجره های هواپیماهای امروزی از ۳ لایه ی خارجی، میانی و داخلی تشکیل شده اند و همه ی آن ها بیضی شکل هستند. دانستن این نکته برای شما مهم است که این ساختار اتفاقی نیست و قوانین فیزیکی بسیاری بر آن حاکم است.

حدود ۷۰ سال پیش، هواپیماها در شروع مسیری بودند که شکل امروزی را به خود بگیرند و به همین خاطر هم قابلیت های ویژه‌ ای در آن ها گنجانده شد که به هواپیماهای جدید اجازه ی پرواز با سرعتی بیشتر و در ارتفاعی بالاتر را می داد. به هر حال این تجهیزات جدید و قایبلیت های جدید، باید در قالبی تازه با طراحی متفاوت نسبت به گذشته بروز می کردند که باعث به وجود آمدن نسل اول هواپیماهای امروزی شدند.

در قسمت پنجره های هواپیما، با بالاتر رفتن ارتفاع پرواز، هواپیماها مجبور به تحمل فشار بیشتری بودند؛ پنجره های بزرگ، سطح بیشتری داشتند و همین وسعت سطح، مقاومت آن ها را در مقابل فشارهای وارده کم می کرد.

به علاوه، مربعی بودن آن ها بودن موجب تجمع فشار در گوشه های نوک تیز پنجره ها می شد و آن ها را در قبال تحمل فشارهای جوی تضعیف می کرد بنابراین تغییر شکل پنجره از چهارگوش به محدب مورد توجه قرار گرفت.

در عوض، شیشه های بیضی شکل هواپیما فاقد نقاط کانونی بودند و به همین خاطر امکان تجمع فشار، در یک نقطه و شکستن و از هم پاشیدن شیشه ها کاهش پیدا می کرد و به همین دلیل، دایره ای شکل بودن شیشه های پنجره ی هواپیما کمک موثری در توزیع یکنواخت نیرو به پنجره ها می کرد.

بعد از دهه ی ۱۹۵۰ میلادی و پس از بروز ۲ حادثه ی متلاشی شدن هواپیما در حین پرواز، تصمیم بر این گرفته شد که شیشه های بیضی شکل جای پنجره ی هواپیما قدیمی چهارگوش را در بگیرند. اگر تا به حال سوار هواپیما شده باشید، دیده اید که بر روی شیشه ی پنجره ی هواپیما یک سوراخ بسیار ریز وجود دارد، به نظر شما برای چه منظوری این سوراخ ایجاد شده است؟

به طور کلی، ارتفاع معمول پرواز ۳۵ هزار پا است و فشار هوا در این ارتفاع و به نسبت سطح زمین بسیار کم است؛ بنابراین ساختار هواپیماها به گونه ای طراحی و مهندسی شده اند که بتوانند هنگام پرواز فشار مناسب برای انسان که در واقع ۱۱ پاوند بر اینچ مربع است را در کابین تامین کنند.

از این طرف نیز، اختلافی میان فشارهوای داخل و خارج هواپیما پدید می آید که می تواند منجر به از هم پاشیدن اجزای آن شود و به همین خاطر و برای جلوگیری از این گونه حوادث چند راه وجود دارد که یکی از آن ها سوراخ تنفس می باشد.

این سوراخ در واقع، نقش توازن کننده ی فشار و دو لایه ی داخلی و خارجی پنجره ی هواپیما را ایفا می کند و به این ترتیب بیشترین نیرو بر صفحه ی خارجی پنجره را تا حدودی خنثی می کند. این سوراخ در مواقع اضطراری عملکردی حفاظتی از خود نشان می دهد و در مقابل فشار جوی مقاومت می کند. سوراخ پنجره ها، یک شاخص مهم امنیتی است.

این سوراخ تنفس کننده همچنین از ایجاد مه بر روی شیشه ‌ها جلوگیری می‌ کند و این کار را توسط خارج کردن رطوبتی که بین لایه ‌های بیرونی و داخلی پنجره گیرکرده است، انجام می‌ دهد. این را به خاطر داشته باشید که بین پنجره‌ های کابین خلبان و پنجره ‌های معمولی مسافران، تفاوت ‌هایی وجود دارد. پنجره‌ های مسافران از جنس آکریلیک ساخته‌ شده اند و دارای ۲ لایه ی بست کننده داخلی هستند. هر دوی این لایه‌ ها توانایی تحمل فشار ۱.۵ برابر بار را دارا هستند.

این فشار در هواپیماهای مختلف متفاوت است. البته در ساخت شیشه‌ های کابین خلبان نیز از آکریلیک استفاده می ‌شود اما ممکن است که در پنجره های آنان، یک ورق شیشه ای نیز در بینشان وجود داشته باشد. پنجره‌ ی خلبان، ضخیم تر و محکم‌ تر هستند و توانایی مقاومت در برابر برخورد یا اصابت پرندگان را نیز دارا هستند.

صندلی‌ های کنار پنجره در هواپیماها معمولاً زودتر به فروش می ‌رسند و یکی از دلایلش به طور مثال می تواند این باشد که تماشای چشم‌ اندازها و مناظر از داخل هواپیما را دوست دارند. پنجره‌ ها می ‌توانند به برخی از مسافران که کمی حالت تهوع دارند کمک کنند.

البته، با این که ساخت هواپیماهای بدون پنجره ارزان ‌تر تمام می‌ شود و قدرتشان نیز بیشتر است، اما بیشتر مردم به خصوص زمانی که پروازها معمولاً در ارتفاعات پایین انجام می‌ شود دیدن مناظر بیرون برای خیلی ها دلپذیر است. سوال بعدی که درباره ی پنجره ی هواپیما وجود دارد این است که چرا گوشه‌ ها حالت خمیده دارند و چهارگوش نیستند؟

شرکت های هواپیما سازی برای صرفه‌ جویی در خرج و مخارج خود شروع به ساخت هواپیماهایی کردند که پرواز کردن در ارتفاعات بالاتر را در توان خود داشتند. بر اساس قانون فیزیک، چگالی هوا در ارتفاعات بالا است و همین مسئله برای هواپیما کشش کمی ایجاد می ‌کند؛ اما برای این که مسافران در ارتفاع ۳۰ هزارتایی، جان سالم به درببرند، کابین هواپیما باید تحت ‌فشار قرار بگیرد. پس برای این که این امر ممکن شود، شکل پنجره ی هواپیما به شکل استوانه‌ ای تغییر یافت تا از فشار داخلی کابین را تحمل نماید.

اما به هر حال که بی شک در ابتدای هر راهی مشکلاتی هست، در آغاز کار سازندگان پنجره ‌های هواپیماها را مثل قبل چهارگوش طراحی کردند که البته اشتباه بود زیرا فشار در گوشه ‌های تیز پنجره‌ های چهارگوش جمع می‌شد. در ابتدا خاطرتان هست که از سقوط هواپیماها در دهه ی ۱۹۵۰ میلادی گفتیم، همین مسئله باعث سقوط این هواپیماها شد.