Vì sao mọi cửa số trên máy bay bây giờ đều có hình tròn, không phải vuông hay chữ nhật?

Cửa sổ hình vuông và chữ nhật là dạng cửa thường thấy ở hầu hết các tòa nhà. Bên cạnh đó, cửa sổ tròn cũng được sử dụng để tạo nên nét đặc trưng và sức hấp dẫn cho thiết kế công trình.

Một điều ít ai để ý rằng, cửa sổ tròn, hay còn gọi là oculi, luôn là loại cửa được lắp trên các máy bay thương mại và máy bay vũ trụ. Câu hỏi được đặt ra lúc này là vì sao máy bay lại không chọn dạng cửa hình vuông, hình chữ nhật thay vì hình tròn?

Trước kia, thế giới từng chế tạo những chiếc máy bay có cửa sổ hình vuông và xem đây như một tiêu chuẩn trong sản xuất máy bay thương mại thời kỳ đầu. Tuy nhiên, tiêu chuẩn ấy buộc phải thay đổi do gặp phải một số vấn đề về an toàn.

Vào những năm 1950, khi các máy bay thương mại ngày càng lớn, chúng bắt đầu gặp những tai nạn đáng tiếc do sử dụng cửa sổ hình vuông. Kinh điển nhất là sự cố của máy bay de Havilland Comets.

Vào ngày 10/01/1954, chuyến bay 781 rời đường băng tại sân bay Ciampino của Rome (Italy) chở theo 35 hành khách và phi hành đoàn đến London (Anh). Chỉ 15 phút sau khi cất cánh, chiếc máy bay phản lực de Havilland Comet số hiệu 781 đã lao thẳng xuống biển Địa Trung Hải dù mới chỉ hoạt động được hai năm. Tất cả những người có mặt trên chuyến bay này đều thiệt mạng.

Nguyên nhân được tìm thấy là do lỗi thiết kế từ cửa sổ hình vuông. Các kỹ sư xác định rằng phần góc sắc nhọn của cửa vuông tập trung nhiều áp lực hơn so với các vị trí khác, từ đó tạo nên nhiều điểm yếu tự nhiên, gọi là hiện tưởng “hỏng kim loại”. Các góc này dễ bị mỏi và dần dần dẫn đến nứt vỡ cấu trúc do áp suất không khí ở độ cao lớn. Khi đó, các cửa số hình vuông được xem là một trong số các tác nhân chính gây nên tai nạn máy bay.

Trong khi đó, cửa số dạng tròn hay hình bầu dục có thể phân bố áp lực đồng đều vì chúng không có các góc để ứng suất tập trung, từ đó giảm khả năng nứt, vỡ thân. Hình dạng tròn còn chống lại sự biến dạng tốt hơn, giúp chúng chịu được sự chênh lệch áp suất giữa trong và ngoài máy bay qua thời gian.

Hiện nay, cửa sổ máy bay cũng được trang bị nhiều lớp vật liệu acrylic (không phải kính) để ngăn cách bên trong khoang máy bay với bên ngoài. Những lớp này tăng cường khả năng bảo vệ trước các hiện tượng thời tiết mưa, gió và sương mù.

Và nếu để ý, bạn sẽ thấy một cái lỗ nhỏ xíu ở bên dưới cửa sổ máy bay. Chi tiết này được gọi là “bleed hole”, có tác dụng giữ áp suất không khí trên máy bay ở mức tương đối ổn định bằng cách cho không khí đi qua các lớp cửa sổ khác nhau.