هل تساءلت يومًا وأنت تجلس في الطائرة، لماذا تكون نوافذ الطائرات دائرية الشكل؟ ولماذا لا ترى نوافذ مربعة أو مستطيلة كما في المباني أو السيارات؟. قد يبدو الشكل الدائري مجرد خيار تصميمي، لكنه في الواقع يحمل أهمية كبيرة تتعلق بسلامة الطيران وأداء الطائرات. فما هي الأسباب الهندسية والعلمية وراء هذا الاختيار؟ وكيف يسهم شكل النوافذ في الحفاظ على أمان الرحلات الجوية؟. كما هو الحال مع كل جانب من جوانب تصميم الطائرة، فإن النوافذ البيضاوية ليست مجرد خيار جمالي، بل إنها متجذرة في الفيزياء والهندسة.
التاريخ والتعلم من الكوارث
السبب الأساسي وراء تصميم النوافذ الدائرية ينبع من تجربة مأساوية في تاريخ الطيران التجاري. في خمسينيات القرن الماضي، كانت الطائرات التجارية تشهد طفرة تكنولوجية كبيرة، حيث تم تقديم طائرة دي هافيلاند كوميت، كأول طائرة نفاثة تجارية. كانت هذه الطائرة مصممة بنوافذ مربعة، لكنها تعرضت لسلسلة من الحوادث المأساوية التي أدت إلى انفجارات في الهواء. بعد التحقيقات، توصل المهندسون إلى أن التصميم المربع للنوافذ كان له دور في تلك الكوارث.
الإجهاد الهيكلي
أوجد المهندسون أن النوافذ المربعة تساهم في تراكم الإجهاد الهيكلي على الزوايا وهو ما أدى إلى تلك الحوادث. عندما تكون الطائرة على ارتفاع عالٍ، يتعرض هيكل الطائرة لضغوط هائلة نتيجة لاختلاف الضغط بين الداخل والخارج. وفي الزوايا الحادة للنوافذ المربعة، يحدث تركيز للإجهاد، مما يجعل الهيكل أضعف عند هذه النقاط. بمرور الوقت، يمكن أن يؤدي هذا التركيز إلى حدوث تشققات والتي قد تتفاقم إلى درجة حدوث انفجارات في الهيكل كما حدث مع طائرة كوميت.
التصميم الدائري
على العكس من النوافذ المربعة، يساهم الشكل الدائري أو البيضاوي في توزيع الإجهاد بشكل متساوٍ على طول محيط النافذة. التصميم الدائري يفتقر إلى الزوايا الحادة التي يمكن أن تصبح نقاط ضعف وبالتالي يساعد في تقليل احتمال حدوث تشققات أو تلف في هيكل الطائرة. بفضل هذه الميزة الهندسية، أصبح من الممكن للطائرات التحليق على ارتفاعات أعلى وبسرعات أكبر، دون المساس بسلامة الهيكل.
الديناميكا الهوائية
يلعب التصميم الدائري دورًا في تحسين الديناميكا الهوائية للطائرة. النوافذ المستديرة تعزز من استقرار تدفق الهواء حول جسم الطائرة، مما يقلل من الاحتكاك والمقاومة. وعلى الرغم من أن تأثيرها قد يبدو صغيرًا مقارنة بالعوامل الأخرى التي تؤثر على الديناميكا الهوائية، إلا أنه يساهم في تحسين كفاءة الطيران ويقلل من استهلاك الوقود.
توازن الضغط
يساهم الشكل الدائري للنوافذ أيضًا في توازن الضغط داخل الطائرة، مما يجعلها أكثر أمانًا للركاب أثناء الرحلات الجوية. عندما ترتفع الطائرة إلى مستويات عالية، ينخفض الضغط الخارجي بشكل كبير، بينما يبقى الضغط داخل الطائرة أكثر استقرارًا بفضل الأنظمة المضبوطة.
النوافذ الدائرية معيار الطائرات
