چرا روی پنجره هواپیماها سوراخ ریز وجود دارد؟
زومیت: داشتن یک سوراخ کوچک در پنجره هواپیما ممکن است در نگاه اول عجیب یا حتی هشدار دهنده به نظر برسد، اما این جزئیات کوچک نقش مهمی در ایمنی پرواز دارند.
اگر تا به حال در یک پرواز طولانی کنار پنجره نشسته باشید، احتمالا متوجه سوراخ بسیار کوچکی در پایین پنجره شده اید. سوراخی که شاید در نگاه اول عجیب و حتی هشدار دهنده به نظر برسد. این سوراخ که «سوراخ تنفس» یا «سوراخ تخلیه» نامیده می شود، بخش بسیار مهمی از طراحی ایمنی هواپیما است و وجود آن کاملاً حساب شده و ضروری است.
هنگامی که یک هواپیما در ارتفاع حدود ۱۰۶۰۰ متری از سطح زمین پرواز می کند، فشار هوای بیرون به شدت کاهش می یابد و به حدود ۱.۵ کیلوگرم بر متر مربع (۰.۱ کیلوگرم بر سانتی متر مربع) می رسد. تحت چنین فشاری، فرد نمی تواند برای مدت طولانی بیدار بماند. به همین دلیل داخل کابین هواپیما به صورت مصنوعی فشرده شده و فشار آن به حدود ۳.۶ کیلوگرم بر اینچ مربع (۰.۲۵ کیلوگرم بر سانتی متر مربع) می رسد تا شرایطی مشابه ارتفاع چند هزار متری ایجاد شود و مسافران بتوانند به راحتی نفس بکشند.
اختلاف فشار بین داخل و خارج هواپیما یک مشکل مهندسی بسیار مهم ایجاد می کند. از آنجایی که هوا همیشه از یک منطقه پرفشار به منطقه کم فشار در حال حرکت است، هوای داخل کابین دائماً به دیواره های هواپیما فشار وارد می کند. بدنه فلزی هواپیما به گونه ای طراحی شده است که این فشار را تحمل کند، اما پنجره ها ضعیف تر از بدنه هستند و می توانند نقطه تمرکز تنش باشند. به همین دلیل طراحی پنجره هواپیما بسیار دقیق و چند لایه است.
به گفته IFLScience، اکثر پنجره های هواپیمای مسافربری از سه لایه ضخیم و بادوام ساخته شده اند که معمولاً از مواد پلاستیکی بسیار قوی مانند اکریلیک یا پلی کربنات ساخته می شوند. در واقع تنها لایه بیرونی و لایه میانی نقش ساختاری دارند و به گونه ای طراحی شده اند که در مقابل اختلاف دما و فشار شدید بین داخل کابین و محیط بیرون مقاومت کنند.
لایه داخلی قسمتی است که مسافر می تواند آن را لمس کند. این لایه نقش محافظتی بیشتری دارد و از دو لایه اصلی در برابر خط و خش، ضربه، آلودگی و دست سرنشینان محافظت می کند. این لایه مانند یک پوشش محافظ یا “درپوش گرد و غبار” عمل می کند و کاملاً مهر و موم نشده است. بنابراین مقدار کمی هوا می تواند در اطراف آن جریان یابد.
در اینجا نقش سوراخ کوچک تعریف می شود. این سوراخ که معمولاً روی لایه میانی قرار دارد، به هوای داخل کابین اجازه ورود به فضای باریک بین لایه میانی و لایه بیرونی را می دهد. در نتیجه، بیشتر اختلاف فشار بین داخل و خارج هواپیما بر روی لایه بیرونی متمرکز می شود. یعنی لایه ای که محکم ترین قسمت پنجره است و طوری طراحی شده که این فشار را تحمل کند. اگر در موارد بسیار نادر لایه بیرونی از کار بیفتد، لایه میانی همچنان به اندازه کافی قوی است که بتواند فشار را تحمل کند و ایمنی را حفظ کند.
این سوراخ کوچک عملکرد مهم دیگری نیز دارد: کنترل تغییرات دما. در هنگام برخاستن یا فرود، هواپیما با تغییرات شدید دما مواجه می شود. اگر هوای بین لایه ها به طور کامل محبوس شود، با گرم شدن و سرد شدن هوا منبسط یا منقبض می شود و این تغییر حجم می تواند استرس اضافی ایجاد کند و حتی باعث ترک خوردن یا تغییر شکل پنجره شود. سوراخ تنفس اجازه می دهد تا مقدار کمی هوا از آن عبور کند تا فشار داخل این فضای کوچک را با تغییرات دما تنظیم کرده و از آسیب دیدگی جلوگیری کند.
سوراخ ریز روی پنجره هواپیما به تنظیم تغییرات دما و خروج رطوبت بین لایه های پنجره کمک می کند و از ترک خوردن و بخار شدن آن جلوگیری می کند.
علاوه بر این، این سوراخ به عنوان یک دریچه بسیار کوچک عمل می کند که به رطوبت محبوس شده بین لایه ها اجازه خروج می دهد. به همین دلیل، پنجره ها معمولا بخار نمی کنند و یخ می زنند، البته گاهی ممکن است چند کریستال کوچک یخ در اطراف این سوراخ دیده شود.
در مجموع، این سوراخ کوچک نمونه ای از یک راه حل مهندسی ساده اما بسیار موثر است که به افزایش ایمنی و دوام پنجره های هواپیما کمک می کند.
در این زمینه، یک نکته جالب دیگر وجود دارد: چرا پنجره های هواپیما گوشه های گرد دارند؟ دلیل آن نیز به فشار مربوط می شود. گوشه های تیز استرس را متمرکز می کنند و احتمال ترک خوردن را افزایش می دهند، اما شکل گرد فشار را به طور یکنواخت در سطح پنجره توزیع می کند و خطر شکستگی را کاهش می دهد.
بنابراین اگر از پرواز می ترسید، بد نیست بدانید که حتی کوچکترین جزئیات هواپیما با دقت زیادی طراحی شده است. پنجره ای که ممکن است فقط یک تکه پلاستیک با سوراخ کوچک به نظر برسد، در واقع نتیجه سال ها تجربه مهندسی و توجه به ایمنی مسافران است.
