Иллюминатор самолета: устройство, форма, конструкция

Что представляет собой иллюминатор?

Иллюминатор — круглое или овальное застекленное окно в корпусе самолета. Такая форма отверстия ослабляет структуру, в которой оно сделано меньше. Дело в том, что округлость позволяет равномерно распределить нагрузку, возникающую из-за разницы показателей давления и температуры снаружи и внутри покрытия.

Округлая форма окон предотвращает появление трещин, в результате чего самолет может развалиться в воздухе. Ведь если самолет набирает высоту, внешнее давление резко падает. При этом внутри он, наоборот, почти не меняется и вызывает небольшое увеличение корпуса. Правда, доска не трескается за счет того, что не только окна, но и люки и двери круглые.

Конструкция окошка

Круглый иллюминатор на самолете — это не просто стакан, а целая стеклянная единица. Он состоит из нескольких (2 или 3) слоев стекла, разделенных воздушной прослойкой. Оба стакана выдерживают перепад давления. Если один из них сломается в полете, другой с нагрузкой справится самостоятельно. Пассажиры видят только пластиковый слой. Он закрывает электрические стеклоподъемники и изолирует интерьер.

Количество окон зависит от дизайна облицовки. Окна разделены секциями между поперечными металлическими ребрами жесткости, которые служат основой боковой обшивки.

Ни один пассажир не может разбить окно. Стеклопакет выдерживает нагрузку в 4 тонны. Окна сделаны из очень прочного материала. Например, в Airbus A-320 они сделаны из прозрачного акрилового пластика.

Иллюминаторы в остальных пассажирских каютах также выполнены из оргстекла. Все они имеют овальную форму. Габариты — 270х380 мм. Очки вставлены в оправы с принтом, которые расположены в вырезах по бокам каблука. Толщина внешнего стекла 10 мм, внутреннего 4 мм.

Почему иллюминаторы обтекаемой формы?

Пассажиры авиакомпаний любят смотреть в окна во время полета. Это не удивительно, ведь из иллюминатора самолета открывается красивейший панорамный вид на землю и плывущие совсем рядом облака. Правда, некоторых пассажиров смущают слишком маленькие окошки сбоку от кузова. Почему бы не сделать их побольше и не по форме?

На заре постройки пассажирских самолетов окна корпуса самолета были квадратными, похожими на окна домов. В 1954 году прямо в небе рухнули два линейных корабля «Комета» британской авиастроительной компании. Погибли более 50 пассажиров.

Конструкторы самолета совершили ошибку, унесшую жизни нескольких десятков человек. Квадратные окна самолета. Четыре угла этого окна — самые слабые места. Под сильным давлением появляются трещины прямо в углах. Исключительно круглая форма окон предотвращает разрыв покрытия. Сила давления равномерно распределяется по кабине и нигде не концентрируется, например, в углу прямоугольного окна.

Зачем нужна дырка в окошке?

Во внутреннем стекле можно увидеть небольшую дырочку. Его диаметр всего 0,5 мм. Это отверстие выполняет очень важную функцию. Благодаря ему давление внутри стеклопакета уравнивается с давлением в самой кабине. Кроме того, он удаляет влагу и конденсат. Отверстие в стекле иногда воспринимается авиапассажирами как производственный брак. Это неправда. Отверстие не только позволяет избежать слишком резких перепадов давления, но и увеличивает прочность самого окна, выводит влагу из пространства между стеклами и предотвращает образование конденсата на поверхности.

Вы когда-нибудь замечали маленькую дырочку в оконном стекле? Да Нет

Если температура внутри облицовки +22 градуса, а снаружи -22, то воздух между стеклопакетами расширяется или, наоборот, сжимается. Через небольшое отверстие во внутреннем стекле воздух поступает при понижении наружной температуры. Если температура повышается за бортом самолета, воздух, наоборот, перетекает в салон. Если бы не эти дыры, стекло бы разбилось.

Однако дыр в устаревших моделях самолетов не было. Стаканы были полностью закрыты. Пространство между стеклами соединялось трубкой с резиновой камерой, расположенной между обшивками фюзеляжа. Таким простым способом поддерживался постоянный уровень давления между стаканами.

Какой формы должны быть иллюминаторы?

Квадратные окна состоят из четырех углублений под углом 90 градусов, что означает, что у них есть четыре слабых места. При аварийной посадке один из углов должен сломаться, что приводит к растрескиванию остальных. Поэтому эта форма самая неподходящая. Другое дело, если в самолете есть окна округлой формы, которые не дают отрываться покрытию, а также не допускают трещин в углах. Такие окна намного эффективнее справляются с перепадами давления.

Ранее ученые не понимали, почему самолет буквально рассыпался при падении давления. Пока не проверили конструкцию, моделируя давление на кабину. Исследования показали, что нет более прочных и надежных окон, чем круглые. Поэтому сегодня практически все самолеты оснащены аэродинамическими окнами, которые обеспечивают безопасность самолета при жестких посадках.

Почему иллюминаторы в самолете круглые

Многие задаются вопросом: почему окна в полу округлые, а не квадратные, как у обычных окон, или, например, не треугольные?

Ответ очень простой. Сама форма самолета без углов, округлая форма окон, а также люков и дверей имеют важное значение для безопасности. Округлость позволяет равномерно распределить нагрузку от перепада температуры и давления, что предотвращает возникновение трещин и впоследствии разгерметизацию салона и разрушение самолета на части.

Если объяснять более научными терминами, это выглядит так: по мере того, как самолет набирает высоту, внешнее давление падает быстрее, чем внутреннее давление — это создает разницу давлений внутри и снаружи самолета, вызывая расширение корпуса.

В самолетах форма окон сильно влияет на уровень напряжения. Натяжение легко проходит через материал без повреждений, если на его пути нет препятствий, таких как окно, в этот момент оно должно изменить направление, и это вызывает увеличение давления. Это называется концентрацией напряжения.

Сравнивая влияние круглых и квадратных окон на концентрацию напряжений, можно видеть, что квадратные окна создают больший барьер для прохождения напряжений. Это означает, что напряжение возникает в углах квадратных окон.

Максимальное повышение концентрации напряжения провоцирует образование трещин на теле в этих местах. Такие трещины приводили к трагическим катастрофам, пока исследования разрушенных самолетов не позволили изучить природу напряжений в материалах. То есть, исходя из этого, становится очевидным, почему сегодня в самолетах окна круглые, как и все несущие части корпуса, люки и двери закругленные. Как хорошо, что дизайнеры приняли такое решение и пассажиры теперь в безопасности.

Почему иллюминаторы в самолете овальные, а не прямоугольные?

Многие из нас часто летают на самолетах и ​​наверняка обратили внимание на форму окон. По форме они близки к овалу. И почти все современные самолеты имеют примерно одинаковую форму иллюминаторов.

Между тем, на заре становления гражданской реактивной авиации можно было встретить прямоугольные иллюминаторы. Например, у самого первого коммерческого авиалайнера Comet DH.106, который поступил на вооружение в 1952 году, были именно такие окна:

Эксплуатация прямоугольных окон прекратилась после двух катастроф с этими «Кометами» в январе и апреле 1954 года, в результате которых погибло 56 человек.

Расследование показало, что причиной катастрофы стало разрушение фюзеляжа из-за усталости металла. Особенностью конструкции этих самолетов были два квадратных окна, расположенные в крыше самолета и предназначенные для антенн автоматического радиокомпаса. Окна крепились к фюзеляжу заклепками, а частые отверстия микроскопически нарушали структуру алюминиевого сплава.

Под воздействием циклических нагрузок (а каждый полет авиалайнера имеет циклическую нагрузку) фюзеляж герметичного самолета слегка надувается из-за внутреннего давления на высоте и возвращается к своим первоначальным размерам при посадке. Это приводит к усталости металла. При этом в местах клепки появились микротрещины, а углы квадратных окон, а также аналогичные зоны вокруг люков служили местами концентрации напряжений.

После многочисленных взлетно-посадочных циклов усталость металла привела к прогрессирующему развитию трещин, что в конечном итоге привело к разрушению фюзеляжа в воздухе. В последующих моделях Комет были заменены все иллюминаторы и люки.

На данный момент практически все авиастроители стараются делать окна овальной формы. Почему не круглый? Это связано с технологическими причинами: овальный иллюминатор расположен между шпангоутами фюзеляжа и имеет большую обзорную площадку по сравнению с круглым. Это хорошо видно на иллюстрации:

Кстати, такой подход характерен не только для авиационной отрасли. Иллюминаторы корпусов морских и речных судов имеют абсолютно одинаковую овальную или круглую форму. На надстройках допускается размещение окон прямоугольной формы, но с скруглениями в углах. Конечно, круглые иллюминаторы и люки используются в космонавтике, на космических кораблях и десантных модулях.

И в заключение нужно сказать, что описанная проблема усталости металла в области окон гораздо менее актуальна для самолетов, которые не летают высоко и не имеют герметичного корпуса.

Если статья вам понравилась, подписывайтесь на канал, расскажите об этом в социальных сетях и мы постараемся не растерять лицо)

Почему пострадали самолеты Комета?

Трещины в стене от углов окон

Прямоугольное или квадратное окно имеет четыре слабых места, которые расположены прямо по углам. Если вы подвергнете себя значительным физическим нагрузкам, например, в доме с обычными прямоугольными окнами, вы заметите, что трещины появятся прямо из угловых частей окон и только тогда они начнут распространяться по всей конструкции. При взлете, в полете самолет тоже испытывает очень значительные нагрузки. Во время полета давление внутри корпуса самолета до 3 раз превышает внешнее давление; при посадке индикаторы по обеим сторонам самолета совмещены. Корпуса самолетов также подвержены колебаниям температуры, которые вызывают небольшие изменения размеров корпуса.

Интересно: почему соль тает снег?

В результате при наличии квадратных или прямоугольных окон в угловых частях накапливается так называемая усталость металла, они становятся хрупкими и уязвимыми. Это приводит в дальнейшем к поломкам металла именно в этих местах.

Именно это произошло с самолетами Comet. Изначально конструкторы и специалисты растерялись, не смогли найти причину проблем. Позже, когда в лабораторных условиях смоделировали множественные перепады давления на кабине, выяснилось, что от этого корпус начинает лопаться, и разрывы идут только из углов окна.

Под действием внешних факторов быстро увеличиваются мелкие изломы, трещины на фюзеляже, корпус самолета буквально разрывается на части, что и произошло с двух сторон серии Комета. Выявлено слабое место, приводящее к несчастным случаям.

Окно в самолете называется…

Если вы планируете полет, вы должны иметь хоть какое-то представление об устройстве авиалайнера. Также желательно знать название окна на самолете, как оно устроено и другие нюансы, чтобы знать, как правильно себя вести в случае неожиданной опасности.

Могут ли разбиться иллюминаторы при жёстком приземлении?

Если приземлиться слишком сильно, иллюминатор самолета останется нетронутым. Ведь он изготовлен из прочного материала, выдерживающего нагрузку в 4 тонны. Однако, если пассажиры не успеют поднять шторы, материал, из которого они сделаны, может лопнуть при жесткой посадке и травмировать людей.

Когда двигатель летающего самолета взрывается и обшивка самолета повреждена, окна могут разбиться, если обломки попадут в стекло. При жесткой посадке такое бывает редко. Ведь возле окон не разлетаются осколки. Правда, на всякий случай можно отойти подальше от окон.

Разработка круглых иллюминаторов для самолетов

Иллюминатор Ту-134, вид изнутри

Кроме того, эксперименты проводились на первых сторонах с закругленными окнами современного типа. Многократные повторы, различные тесты наглядно показали, что с ними такой проблемы не возникает. Округлые конструкции прижились в авиастроении, используются по сей день, так как не создают дополнительных рисков, исключают опасные ситуации и полностью оправдывают свое использование. Современные самолеты летают даже быстрее комет, испытывают более значительные перегрузки, но корпус может их успешно выдерживать, во многом благодаря закругленным окнам.

Округлые окна равномерно распределяют падающую на них нагрузку, у них нет возможности сосредоточить ее в определенных местах. К тому же при выборе округлых форм легче обеспечить герметичность салона, что совершенно необходимо с учетом современных скоростей и высот воздушного транспорта.

Сегодня в конструкции самолетов используются стекла особой кривизны, с тщательно откалиброванным составом, которые встают для защиты пассажиров и экипажа. Они не только не передают сосредоточенную нагрузку на тело, но и имеют защиту от риска появления трещин и других повреждений на своей поверхности.

Интересно: Как определяется длина пути футболиста в игре и его скорость?

Поэтому округлая форма иллюминаторов самолета была выбрана не случайно. Исключает риск несчастных случаев, не сосредотачивает нагрузки на теле. Практика показала, что нагрузка сосредоточена на углах прямоугольных или квадратных окон, эти места подвержены повышенному износу, а в дальнейшем — деформации, поломке. Во время полета это может привести к аварии, разгерметизации кабины, поломке металла корпуса.

Круглые окна хорошо себя зарекомендовали на практике, не создают дополнительных рисков, поэтому их активно используют при постройке самолетов. Практика их применения насчитывает уже более 60 лет. Дизайнерам не нужно менять это решение, оно было выбрано правильно.

Как устроены окна в самолетах?

Каждый, кто хоть раз в жизни летал на самолете, видел, что в салоне есть дырочки. Дело в том, что это не просто окна, предназначенные для того, чтобы пассажиры могли смотреть сквозь них. У них есть особые цели, о которых должны знать все пассажиры.

Окно самолета называется иллюминатором и играет важную роль в обеспечении безопасности пассажиров. Именно во время полета окна обеспечивают максимальную безопасность находящихся в салоне людей.

По внешнему виду эти окна напоминают стеклопакет. Они сделаны из прочного пластика и состоят из нескольких слоев. Внешний вид отличается особой прочностью, способной выдерживать различные нагрузки и обеспечивать безопасность полета. В свою очередь, внутренняя часть необходима для теплоизоляции и звукоизоляции во время полета. Он сделан из дешевого оргстекла, поэтому не такой прочный, как внешний. Чтобы не было значительной разницы давлений в воздушном зазоре и между остеклением кабины, в этих окнах есть специальное отверстие. Нормализует артериальное давление и выводит лишний воздух.

Почему при взлёте или посадке самолёта необходимо открывать иллюминаторы?

На окнах облицовки есть шторы, которые при желании можно закрыть. Воздушные пассажиры обычно опускают их, когда не хотят смотреть из окна или чтобы солнечный свет не мешал спокойному сну. Однако во время взлета и посадки занавески оставляют открытыми из соображений безопасности. Ведь именно в эти моменты чаще всего происходят аварии. Открытые иллюминаторы помогают бортпроводникам видеть, что происходит в море. В случае поломки, задымления двигателя бортпроводники немедленно сообщат о ситуации пилотам.

А самому пассажиру в экстренной ситуации придется быстро ориентироваться и решать, что делать. Для этого перед посадкой открываются шторы и гаснет свет в салоне. Авиапассажирам необходимо привыкнуть к естественному освещению. Ведь вид из окна ночью не такой, как в ярко освещенной гостиной. Некоторое время человек ничего не видит, но через пару секунд его глаза привыкнут к темноте, и он сможет наблюдать, что происходит внутри и снаружи самолета.

Во время взлета и посадки самолета окна также должны быть открыты, чтобы спасатели в случае аварии могли видеть, что происходит в самом салоне. Во время посадки шторы открываются, чтобы пластик, из которого они сделаны, внезапно не сломался и не травмировал пассажиров, если приземление будет слишком жестким.

Почему надо открывать шторки при взлете и приземлении?

Как показывает статистика, наибольшее количество аварий на борту происходит при взлете и посадке. Именно поэтому в это время бортпроводникам предписано внимательно следить за происходящим в самолете, информировать пассажиров о правилах поведения при взлете и посадке, а также оперативно сообщать о различных нештатных ситуациях, которые могут возникнуть. Следует отметить, что окнам в этом случае уделяется особое внимание. Открывать их обязательно, потому что:

1. Глаза людей в самолете должны привыкнуть к освещению, потому что основной свет в это время гаснет.
2. Это позволяет самому увидеть, что происходит на море, оценить обстановку и при необходимости принять меры.
3. Это позволяет не пораниться при жестком приземлении, ведь пластиковый тент может треснуть и повредить лицо.
4. Это упрощает навигацию. Пассажиры могут видеть, как они приземляются или взлетают.

Многие также задаются вопросом, способны ли иллюминаторы разбиться при жесткой посадке. Как правило, они сделаны из материалов, устойчивых к перепадам давления. Поэтому они практически не повреждаются. Если это произойдет, это никак не отразится на безопасности пассажиров.