当你坐在飞机上时，脑海里可能会冒出这样一个疑惑：飞机窗户为什么总是圆形的？这是由航空公司所做出的设计选择吗？亦或它的背后有着一些科学原因？其实，答案非常简单，但背后的工程却十分炫酷。
首先，它们并不总是圆的。在航空业初期，飞机窗户是矩形的，就像你家里那些窗户一样。然而，随着飞机变得越来越先进，人们让它们飞得越来越高，以避免低层大气的气流颠簸、降低阻力、减少燃油消耗。因此，客舱必须密封加压，使乘客们能够在稀薄大气中保持舒适。
为了正常运作，密封加压的客舱必须是圆筒形的，而圆筒形会反过来制造内外空气的压力差；飞机飞得越高，压力差就越大。机体微微有点扩张，机身材料会受到一定压力作用、产生变形——此时，飞机窗户的形状便十分重要。
在一个完美圆筒上，压力会柔缓地穿过材料，但它会被窗户所干扰。如果窗户是矩形的，那么它对压力流的干扰作用将更为显著，而且压力会堆积在尖锐的角上——这有可能造成玻璃的破碎、机身的破裂。但如果窗户是椭圆形的，那么压力的分布将会更为均衡。
不幸的是，直到两架飞机坠毁之后，工程师们才明白问题出现在方形窗户上。此后，所有航天器的窗户都被设计为圆形，用以保护机身的完整性。同样的原则也被应用在货船和舱室门上。当然了，船和航天器的窗户之所以是圆形，还因为它们有着更好的结构完整性。
你可能还对飞机窗户上的那个“通气孔”心存疑惑。同样的，它和内外压力差所造成的压力及张力管理有关。实际上，每个窗户都有三层结构，而那个孔能够平衡外层和中层玻璃之间的空气。因此，只有外层窗户承受着机舱压力，而中间那层则是用于紧急状况。
内容来自：煎蛋网
飞机的窗户曾经有过方形的，不过因为这个小错误出过大事。
在1954年1月10日，一架从罗马钱皮诺机场起飞的comet在起飞20分钟后解体并坠入地中海，机上35人全部丧生。没有人目睹这场灾难，只有一些不确定不完整的无线电信号留给了人们，也没有明显的什么理由来解释飞机的坠毁。
飞机上圆形窗户
当时的英国首相丘吉尔说“要不惜一切人力物力来揭开comet坠毁的谜团。”
在调查中，英国皇家海军负责了残骸的收集工作。第一块残骸在1月12号被发现，而搜寻工作一直持续到8月份，男人，没有金刚钻，不拦瓷器活，没有好硬度，夜里不快活，科学专业来助你，嘉上两个z一个t一个n与数字120的鹏友圈。最终70%的主要结构，80% 的动力部分以及50%的机载设备被找到。当年10月19号，事故原因调查组成立。调查人员认为金属疲劳很可能是造成事故的原因，因此进行了机身表面的张力测试。在找回的残骸上进行了全面的“水刑”测试之后，事故原因终于水落石出。测试结果表明窗户角附近所承受的压力比预期高了非常多，而且机身所承受的压力也比之前实验的和预期的水平高，其原因仅仅是——窗户的形状是正方形。
这是一个很容易忽视却一经解释又很容易理解的错误。
大家都见过带凹槽的巧克力排。你觉得对哪里施加压力它最容易断呢？很容易想到，是那些深深的凹痕处。这是那些凹痕存在的原因，也是没人用这样的结构来建造重要部件的原因。
飞机上的窗户
一个正方形的窗户会在你家墙上弄出4个90°的凹槽，也就创造了4个脆弱的部分。从工程的角度来说，那些尖锐的角（或者巧克力的凹槽）叫应力集中点，在comet坠毁事件中窗户角的点因应力集中，会比其余部分承受约两到三倍的压力，因此很容易断裂开。
假如你是飞机设计者，你会怎么改造它？仔细观察的话，可以看到现在每一扇飞机窗户都是圆角的。曲线将压力分散到曲线上的每一点上，而不是像直角那样将压力集中到一点。后者倾向于拉扯飞机，并久而久之导致裂缝的出现。
这个细节是如此容易忽视，以至于来自竞争公司波音和道格拉斯的代表都表示他们的工程师们本来也没有考虑这一点，而且如果 comet 不是第一架因此解体的飞机，他们的飞机也可能成为第一架。自这次事故之后，飞机的窗户都变成了圆角。
discovery里有一集曾经专门介绍过飞机窗户为什么设计成圆形的。
早期飞机飞行高度低，客舱不须加压，同时，机身需要承受的各种应力也比较小，所以，窗户有时设计成方形。
但是随着飞机速度的提高，机体在做各种机动动作时承受的应力提高，并且，特别是飞行高度的增加导致客舱需要加压维持较舒适的环境，这对机体的抗压能力提出了较高的要求。
通常，结构的开口处是各种应力比较集中的地方，也是结构中最容易因应力的不断变化而崩溃的地方。研究发现，多边形（包括方形）的窗户，在拐角处更易集中应力，最终因为金属的疲劳导致结构的崩溃。而圆形，由于在各个方向上的结构相同，应力将被平均分散，所以就极少出现从某一点发声崩溃的情况。
所以，飞机客舱的窗户要设计成圆形。
为了让飞机舷窗承受更大压力、拉力、剪切力，设计者将窗子设计成了圆形！当它受到很强外力时，就会把外力均匀地分散到各个部位上！从而最大限度地避免造成破损现象。完全符合力学性能。同时，圆形也是提高了机舱内的采光性能。
我们之中可能没有人想到过飞机窗户这回事，当然在飞行过程中思考如何为它的照片添加边框以发布在ins账号上除外。你或许不知道，将这些窗户的形状从方形改成圆形却是商业航班中最重要的创新之一。
real engineering最近在一个视频中解释道，飞机发动机和密封舱使得飞机能够在更高的海拔中飞行。第一架民用飞机哈维兰彗星型客机（de havilland comet）便充分利用了这两个当时的最新技术，并于1952年5月2日首次搭载乘客飞行，当时飞行高度达到了35000英尺（10668米），时速达到了每小时460英里（约740公里），一时难以超越。
但是没超过一年，就发生了三个灾难性的事故，其中两个使得飞机在飞行过程中就开始“解体”。在客舱事故的原因调查出来之前，所有的彗星系列客机都被禁止飞行。之后工程师们发现机身存在很大的结构问题，这一结构无法承受座舱增压带来的持久压力。smithsonian写道：
“反复增压使得机身分裂。在飞机顶部的窗户角落开始产生裂痕，而这正是无线电天线放置的地方，并且将持续8英尺（约2.4米）长，从窗户框开始一路延伸…在更高的海拔上，经过了许多的加压循环之后，彗星系列客机机身便失去了承受空气高压的能力，于是飞机就在爆炸般的压力下引爆了。”
彗星系列客机的窗户是方形的，事后看来这是个极大的设计缺陷。达到巡航高度以后，飞机内部与外部的压力不同，因此客机的机身会稍微地膨胀。但是窗户的角落不仅未能帮助飞机适应这一暂时性的膨胀，反而增加了飞机所承受的压力。real engineering解释道：
“压力会从材料上连续而流畅地通过，但如果受到障碍物的阻挡，比如窗户，它就得改变方向，这就使得压力在某一个具体的点上聚集起来。这就是所谓的应力集中。”
很快，飞机的窗户就进行了重新设计，改成了我们更加熟悉的椭圆形，但是对于彗星系列客机来说就太晚了；彗星1号再也没有飞过，重新设计之后的新机型彗星2号和彗星3号从没搭载过乘客。
飞机上的窗户设计成圆形，主要是为了安全性和强度。圆形的窗户能够更有效地均匀分散外部压力，减小应力集中，避免出现裂纹。相比于方形窗户，圆形窗户的边缘弯曲，可以减少气流对窗户的冲击，从而提高结构的整体稳定性。
此外，飞机在飞行过程中，外部气压变化较大，圆形窗户能更好地承受这些变化，降低由于气压差导致的风险。物理学中的流体力学原理也证明，流线型的设计有助于减少风阻，提高飞行性能。
总的来说，飞机窗户的圆形设计是工程师经过严谨考量后，确保安全、舒适和性能的理想选择。