$$$

 Motivul pentru care geamurile avioanelor sunt rotunde și nu pătrate este rezultatul unor lecții importante din istoria aviației. În anii '50, primele avioane comerciale cu reacție (de Havilland Comet) aveau geamuri pătrate, ca la case. Din păcate, trei avioane s-au dezintegrat în aer. Inginerii au descoperit că presiunea uriașă de la altitudine se acumula în colțurile ascuțite ale ferestrelor pătrate, creând fisuri în metalul fuselajului. Colțurile erau punctul slab. Prin rotunjirea geamurilor, presiunea se distribuie uniform pe toată curba și nu mai există puncte de stres. Acea formă ovală pe care o vezi azi nu este o alegere estetică, ci una structurală vitală.

Principiul fizic care guvernează acest fenomen este legat de diferența de presiune. Când un avion urcă la altitudinea de croazieră, aerul de afară este prea rarefiat pentru ca oamenii să poată respira. De aceea, cabina este presurizată artificial, creând un mediu confortabil în interior. Această diferență de presiune face ca fuselajul avionului să se umfle ușor, exact ca un balon. La fiecare zbor, avionul trece printr-un ciclu complet de umflare și dezumflare, proces care supune materialul fuselajului la un efort mecanic considerabil și repetitiv.

În inginerie, orice gaură tăiată într-un material solid reprezintă o întrerupere a fluxului de stres. Dacă gaura este pătrată sau dreptunghiulară, stresul nu poate curge lin în jurul ei, ci se blochează în colțuri. Matematic, tensiunea într-un colț de 90 de grade poate fi de trei sau patru ori mai mare decât în restul materialului. În cazul avioanelor Comet, metalul din acele colțuri a obosit mult mai repede decât s-a anticipat, ducând la micro-fisuri care s-au extins catastrofal sub presiune.

Investigația care a dus la această descoperire a fost una dintre cele mai riguroase din istorie. Cercetătorii au scufundat un fuselaj întreg într-un rezervor uriaș cu apă și au pompat apă în interior pentru a simula ciclurile de presurizare, accelerând procesul de îmbătrânire a metalului. Apa a fost folosită pentru că este incompresibilă, permițând testarea în siguranță a rupturii. Testul a demonstrat fără echivoc că ruptura a plecat exact din colțul unei ferestre, validând teoria concentrării tensiunii.

Forma rotundă sau ovală elimină complet acest obstacol unghiular. Curba permite liniilor de tensiune să ocolească fereastra fluid, fără a se acumula într-un singur punct critic. Astfel, durabilitatea fuselajului crește exponențial. De la acea descoperire, standardele aeronautice internaționale au impus ca toate decupajele din fuselaj, fie că sunt geamuri pentru pasageri, uși de acces sau trape, să aibă colțuri rotunjite (raze de racordare) pentru a preveni oboseala materialului.

Materialul din care sunt făcute aceste ferestre este și el special. Nu este sticlă obișnuită, care ar fi grea și casantă, ci un acrilic foarte rezistent, întins și tratat termic. De obicei, un hublou este compus din trei straturi distincte: unul exterior gros, care preia presiunea, unul mijlociu de siguranță și unul interior, subțire, care este cel pe care pasagerii îl pot atinge și care protejează straturile structurale de zgârieturi superficiale.

Dacă te uiți cu atenție la un hublou, vei observa o mică gaură în partea de jos a stratului din mijloc. Aceasta se numește „gaură de respirație” și are un rol crucial. Ea permite echilibrarea presiunii între stratul exterior și cel mijlociu, asigurându-se că doar panoul exterior (cel mai gros și mai puternic) suportă întreaga forță a presurizării în condiții normale. Stratul din mijloc este acolo doar ca rezervă de urgență, în cazul extrem de rar în care cel exterior ar ceda.

De asemenea, această mică gaură previne aburirea sau înghețarea ferestrei între straturi. Aerul dintre panouri trebuie să fie uscat și să circule pentru a nu permite formarea condensului la temperaturile de minus 50 de grade Celsius de la altitudinea de croazieră. Fără acest sistem ingenios de ventilare, vizibilitatea ar fi compromisă, iar umezeala acumulată ar putea, în timp, să afecteze claritatea și integritatea acrilicului.

Dimensiunea ferestrelor este și ea dictată de integritatea structurală. Cu cât fereastra este mai mare, cu atât este nevoie de mai multă ranforsare în jurul ei, ceea ce adaugă greutate avionului. Totuși, noile tehnologii permit schimbări. Avioanele moderne construite din materiale compozite (cum ar fi fibra de carbon), precum Boeing 787 Dreamliner, pot avea ferestre mult mai mari decât cele din aluminiu, deoarece compozitul rezistă mai bine la oboseală și distribuie stresul mai eficient, dar forma rămâne obligatoriu curbată.

În concluzie, designul avioanelor este o știință în care forma urmează funcția și siguranța, nu moda. Fiecare nit, fiecare panou și fiecare curbă a hubloului tău reprezintă o soluție inginerească la o problemă de fizică. Rotunjimea ferestrelor este gardianul tăcut care gestionează forțele invizibile ale presiunii, permițându-ne să călătorim la viteze mari și altitudini impresionante în deplină siguranță, privind norii printr-un oval perfect calculat.