หนึ่งคำถามที่เราอาจจะเคยนึกสงสัยอย่างไม่มีเหตุผลขณะที่กำลังนั่งอยู่ในเครื่องบินก็คือทำไมหน้าต่างของเครื่องบินถึงต้องเป็นรูปทรงกลมเสมอ? มันเป็นดีไซน์ที่ทางสายการบินเป็นคนเลือกหรือเปล่า? หรือว่ามันมีเหตุผลทางวิทยาศาสตร์บางอย่างอยู่เบื้องหลังกันแน่? คำตอบนั้นค่อนข้างจะตรงไปตรงมาอย่างที่สามารถดูได้จากวิดีโอด้านล่าง แต่วิศวกรรมที่อยู่เบื้องหลังของกระจกเครื่องบินนั้นสุดยอดทีเดียว

ก่อนอื่นเลยก็คือว่ากระจกเครื่องบินนั้นไม่ได้เป็นทรงกลมมาโดยตลอด โดยในช่วงแรก ๆ ของการบินนั้นเครื่องบินก็มีหน้าต่างเป็นรูปสี่เหลี่ยมเหมือนอย่างกับที่เรามีในบ้านของเรานั่นแหล่ะ แต่เมื่อเครื่องบินนั้นมีความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีมากขึ้น พวกมันถูกสร้างให้บินสูงขึ้นเนื่องจากเหตุผลหลายอย่าง เช่น เพื่อหลีกเลี่ยงสภาวะอากาศแปรปรวนในชั้นบรรยากาศต่ำ ๆ ลดแรงต้าน และลดการใช้น้ำมัน เป็นต้น ซึ่งผลลัพธ์ที่ได้ก็คือ ห้องเครื่องนั้นต้องได้รับการรักษาความดันอากาศภายในเพื่อที่ผู้โดยสารจะได้ไม่รู้สึกอึดอัดในชั้นบรรยากาศที่มีออกซิเจนน้อยกว่าปกติ

ห้องเครื่องที่ถูกปรับความดันอากาศนั้นจะต้องเป็นทรงกระบอกเพื่อที่จะทำงานได้อย่างถูกต้อง และนั่นทำให้เกิดความแตกต่างของความดันระหว่างอากาศภายในและภายนอกซึ่งจะเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ เมื่อเครื่องบินบินสูงขึ้น ซึ่งตัวเครื่องบินนั้นจะขยายตัวเพิ่มขึ้นเล็กน้อย ทำให้เกิดความเครียดและความเค้น (stress and strain) ขึ้นกับตัววัสดุ และตรงนี้เองเป็นที่ ๆ รูปทรงของหน้าต่างนั้นกลายมาเป็นสิ่งสำคัญ

สำหรับทรงกระบอกที่กลมจริง ๆ นั้นความเครียดจะเคลื่อนตัวไปอย่างเรียบ ๆ ทั่ววัสดุ ซึ่งการไหลนั้นได้ถูกรบกวนจากการติดหน้าต่างเข้าไป ซึ่งถ้าหากหน้าต่างนั้นเป็นทรงสี่เหลี่ยมล่ะก็ การรบกวนการไหลของความเครียดนั้นก็จะมีมากยิ่งขึ้น และแรงดันก็จะก่อตัวสูงขึ้นในจุดที่เป็นมุมแหลมและสามารถทำให้กระจกแตกรวมถึงทำให้ตัวเครื่องบินมีรอยร้าวได้ในที่สุด ซึ่งถ้าหากหน้าต่างเป็นรูปวงรีแล้วล่ะก็ ระดับของความเครียดก็จะถูกกระจายออกไปให้สมดุลได้

น่าเสียดายที่ต้องมีเหตุเครื่องบินตกถึงสองลำและงานวิจัยชั้นยอดอีกหนึ่งชิ้นกว่าที่วิศวกรจะรู้สึกตัวถึงปัญหาที่หน้าต่างสี่เหลี่ยมเป็นตัวการ ซึ่งเครื่องบินทั้งหมดหลังจากนั้นได้ถูกออกแบบโดยมีหน้าต่างเป็นรูปทรงกลมเพื่อที่จะป้องกันความมั่นคงของลำตัวเครื่องบิน และมันก็เป็นเช่นนั้นโดยตลอดมา

หลักการเดียวกันก็ได้ถูกใช้กับทั้งประตูห้องเก็บสัมภาระและประตู้ห้องเครื่อง และแน่นอนหน้าต่างรูปทรงกลมนั้นก็ยังได้ถูกใช้ทั้งในเรือและยานอวกาศเนื่องจากความมั่นคงทางโครงสร้างที่มากกว่าของมันนั่นเอง

นอกจากนั้นเราก็อาจจะสงสัยเกี่ยวกับรูเล็ก ๆ ที่มีอยู่ในหน้าต่างเครื่องบินทุกบานด้วย ซึ่งมันก็มีไว้เพื่อจัดการแรงดันและความตึงที่ก่อตัวขึ้นระหว่างแรงดันภายในและภายนอกเช่นกัน โดยหน้าต่างแต่ละบานนั้นจริง ๆ แล้วนั้นมีสามชั้น และรูที่เราเห็นนั้นช่วยทำให้แรงดันอากาศระหว่างชั้นนอกและชั้นกลางสมดุลกัน ซึ่งผลที่ได้ก็คือ แรงดันของห้องเครื่องนั้นก็จะไปลงที่หน้าต่างชั้นนอกเท่านั้นโดยมีหน้าต่างชั้นกลางไว้เวลาเกิดเหตุฉุกเฉิน

เท่านี้เราก็ทราบเหตุผลแล้วว่าทำไมหน้าต่างถึงต้องเป็นรูปทรงกลม?  ต่อไปหากต้องพูดคุยกับคนแปลกหน้าที่นั่งข้างเราบนเครื่องบินแล้วล่ะก็  เราก็สามารถที่จะทำให้เขาประทับใจได้ด้วยความรู้ทางวิศวกรรมของคุณ

ที่มา : www.sciencealert.com/watch-there-s-a-scientific-reason-for-why-aeroplane-windows-are-always-round