正方形窗戶導致飛機解體

　　上世紀50年代，航空公司第一次引進了噴氣式飛機，第一批引入的機型代表叫做 de Havilland Comet 。這是當時頂尖的噴氣式飛機，有著許多前所未見的特性，比如它裝有增壓艙使得它可以比其他飛機飛得更高更快。

　　然而在 1954 年 1 月 10 日，一架從羅馬錢皮諾機場起飛的 Comet 在起飛 20 分鐘后解體并墜入地中海，機上 35 人全部喪生。沒有人目睹這場災難，只有一些不確定不完整的無線電信號留給了人們，也沒有明顯的什么理由來解釋飛機的墜毀。

　　當時的英國首相丘吉爾說“要不惜一切人力物力來揭開 Comet 墜毀的謎團。”

　　在調查中，英國皇家海軍負責了殘骸的收集工作。第一塊殘骸在 1 月 12 號被發現，而搜尋工作一直持續到 8 月份，最終 70% 的主要結構， 80% 的動力部分以及 50% 的機載設備被找到。當年 10 月 19 號，事故原因調查組成立。調查人員認為金屬疲勞很可能是造成事故的原因，因此進行了機身表面的張力測試。在找回的殘骸上進行了全面的“水刑”測試之后，事故原因終于水落石出。測試結果表明窗戶角附近所承受的壓力比預期高了非常多，而且機身所承受的壓力也比之前實驗的和預期的水平高，其原因僅僅是——窗戶的形狀是正方形。

　　這是一個很容易忽視卻一經解釋又很容易理解的錯誤。

　　下圖是一些帶凹槽的巧克力排。你覺得對哪里施加壓力它最容易斷呢?很容易想到，是那些深深的凹痕處。這是那些凹痕存在的原因，也是沒人用這樣的結構來建造重要部件的原因。

圖片來源：cracked.com

　　一個正方形的窗戶會在你家墻上弄出 4 個 90° 的凹槽，也就創造了 4 個脆弱的部分。如果你家的墻上能看到磚或者灰泥，你也能發現如下圖所示的從 4 個角延伸出去的裂縫。從工程的角度來說，那些尖銳的角(或者巧克力的凹槽)叫應力集中點，在 Comet 墜毀事件中窗戶角的點因應力集中，會比其余部分承受約兩到三倍的壓力，因此很容易斷裂開。

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　　假如你是飛機設計者，你會怎么改造它?仔細觀察的話，可以看到現在每一扇飛機窗戶都是圓角的。曲線將壓力分散到曲線上的每一點上，而不是像直角那樣將壓力集中到一點。后者傾向于拉扯飛機，并久而久之導致裂縫的出現。

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　　這個細節是如此容易忽視，以至于來自競爭公司波音和道格拉斯的代表都表示他們的工程師們本來也沒有考慮這一點，而且如果 Comet 不是第一架因此解體的飛機，他們的飛機也可能成為第一架。自這次事故之后，飛機的窗戶都變成了圓角。

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