Por que os aviões têm janelas curvas?

54

Por que as janelas de um avião geralmente são curvas, ou melhor, arredondadas nas bordas?

    
por anshabhi 14.06.2015 / 11:23

2 respostas

Uma fuselagem pressurizada precisa de cantos arredondados em todos os recortes para evitar o acúmulo de estresse nos cantos . Se os cantos não fossem arredondados, a pele da fuselagem precisaria ser reforçada localmente, ou começaria a rachar lá em breve.

Esta foi aprendida da maneira mais difícil da de Havilland, quando o seu avião a jato Comet começou a mergulhar no céu por razões desconhecidas . Em uma das primeiras grandes investigações sobre acidentes na história da aviação, o naufrágio de um deles foi retirado do fundo do mar de Elba e remontado >. Então, soube-se que a cabine pressurizada explodiu de rachaduras que emanavam dos cantos das janelas.

de Havilland Comet I. Observe as janelas quadradas. A janela que causou a destruição do G-ALYP estava no topo da fuselagem e não pode ser vista nesta foto. (Imagem source )

Simulação de elementos finitos de tensões de canto em uma pele de fuselagem Comet. Vermelho denota as maiores tensões. (Imagem fonte )

Outras empresas de aviação construíram cockpits pressurizados vinte anos antes e fizeram tudo certo na primeira vez…

    
14.06.2015 / 11:37

Distribuição de Estresse / Concentração de Estresse

Quanto mais afiado você fizer uma curva, maior será o estresse. Isto é indesejável, uma vez que aumentará a tensão no material e poderá promover a fadiga, o que pode levar a uma falha estrutural ao longo do caminho.

Você pode evitar esse problema por ter um raio de curva maior. Isso não se aplica apenas a janelas, mas a portas de cabine / carga, bem como em uma aeronave.

foto http://www.afgrow.net/applications/DTDHandbook/examples/ images / page2_2 / image014.gif

Fonte

Quando as aeronaves passam por conversões, tornam-se cargueiros e adicionam portas de carga, você perceberá que elas precisam tornar o metal mais espesso ao redor da porta para ajudar a distribuir o estresse, daí a área de metal sem pintura:

foto http://www.transportarchive.org.uk/aimages/G3412.jpg

Fonte

Cálculo

Algum material sobre isso, embora faz a simplificação de que o estresse é apenas em uma direção e não tanto na vida real. Você pode ver como o $ r $ se torna menor quando a concentração de estresse $ K_t $ sobe, aumentando a tensão máxima ($ \ sigma_ {max} $).

Nota de rodapé: Terá de haver um pouco de 'jogo' entre a janela e a fuselagem por razões técnicas, como expansão térmica e pressão, tornando este tipo de arranjo necessário. Se você pudesse transportar perfeitamente a carga em todas as direções para a janela, isso não seria necessário.

    
14.06.2015 / 11:36