Мы садимся в самолет, смотрим в окно, не задумываясь, почему оно такой формы. Для нас небольшое окно с закругленными углами – привычная часть самолета. Но его форма – не просто дизайн. Когда-то квадратные окна оказались слабым местом всей конструкции самолета, послужив причиной нескольких авиакатастроф. Чтобы в этом разобраться, вернемся в 1950-е годы.
Первый реактивный самолет и неожиданная проблема
В 1952 году самолет Comet британской компании de Havilland стал первым в мире коммерческим реактивным пассажирским самолетом. Comet мог лететь быстрее и выше, чем самолеты с поршневыми двигателями того времени.
Первый коммерческий рейс Comet выполнил 2 мая 1952 года из Лондона в Йоханнесбург.
Но, спустя два года, 10 января 1954 года, самолет Comet компании BOAC потерпел крушение возле острова Эльба у побережья Италии. Все 35 человек, находившиеся на борту, погибли.
Менее чем через три месяца, 8 апреля, еще один Comet упал в Средиземное море возле Неаполя. На этот раз погиб 21 человек.
После этих двух катастроф полеты всех самолетов Comet были временно запрещены. Британские власти начали масштабное расследование, чтобы установить причину.
Следователи собрали обломки самолетов и изучили, в каком месте разрушился фюзеляж. Фюзеляж – основной корпус самолета, то есть, часть, в которой находятся пассажиры и груз.
Постепенно суть проблемы стала ясна: металл в фюзеляже ослаб из-за повторяющегося давления, появилась трещина.
Как металл самолета «устает»?
Это можно объяснить на простом примере. Если сгибать металлическую проволоку, она сломается не сразу. При каждом сгибании на металл приходится определенная нагрузка, и он постепенно ослабевает. Если сгибать проволоку раз за разом, через некоторое время в месте сгиба появляется небольшая трещина, и она продолжает увеличиваться. В конце концов, металл ломается.
С фюзеляжем самолета происходит нечто подобное. Когда самолет поднимается на большую высоту, в салоне поддерживается комфортное для человека давление – давление воздуха снаружи гораздо ниже. Поэтому на фюзеляж изнутри действует определенная сила. Но когда самолет приземляется, разница давлений уменьшается.
То есть, во время каждого рейса фюзеляж снова и снова подвергается давлению, а затем освобождается от него. Если это повторяется много раз, металл ослабевает.
При изучении катастроф самолетов Comet испытания показали именно это: после тысяч циклов давления фюзеляж ослаб, в нем появилась трещина.
Самое важное – одна из этих трещин образовалась в том месте, где располагалось окно.
Проблема была в углу окна
Пассажирские окна в самолете Comet были не закругленными, как в современных самолетах, а квадратными, с острыми углами. Именно здесь и возникла проблема.
Если угол окна острый, сила, действующая на фюзеляж, концентрируется в одном месте. Если там появляется небольшая трещина, она легко распространяется дальше. В материалах правительства Великобритании, посвященных истории авиации, прямо указывалось, что на усталость металла в самолете Comet повлияла квадратная форма окна.
Это послужило для авиации важным уроком. Впоследствии углы окон самолетов начали закруглять. При такой форме давление не концентрируется в углу, а равномерно распределяется вокруг окна. Это снижает риск ослабления металла и появления трещин.
В целом, каждая часть самолета продумана и создана не просто так, а имеет большое значение для его безопасности. Например, во внутренних окнах самолета есть маленькие отверстия. Они тоже не случайны.
Пассажирское окно состоит из нескольких слоев. Между этими слоями – воздух. Маленькое отверстие помогает выравнивать давление между этими слоями. Основное давление удерживает внешний слой, а внутренний слой служит дополнительной защитой для безопасности пассажиров.
В авиации таких решений много. И за каждым из них стоят физика, инженерные расчеты и истории прошлых ошибок.
