Nếu bạn từng nhìn ra ngoài cửa sổ máy bay, bạn có thể nhận thấy rằng tất cả các góc của chúng đều được bo tròn. Không có cạnh sắc, không có đường thẳng. Đó là một chi tiết thiết kế nhất quán trên mọi máy bay của mọi nhà sản xuất đến mức hầu như không thể nhận ra đó là một sự lựa chọn. Nhưng đó là một quyết định rất có chủ ý – và quyết định biến nó thành tiêu chuẩn được thúc đẩy bởi một trong những chuỗi tai nạn thảm khốc nhất trong lịch sử hàng không.
Đầu những năm 1950, máy bay phản lực thương mại de Havilland Comet của Anh trở thành máy bay chở khách phản lực thương mại đầu tiên trên thế giới đi vào hoạt động. Đó là một thành tựu đáng kể, nhanh hơn và thoải mái hơn bất kỳ loại máy bay nào trước đó. Các cửa sổ trên Comet có hình vuông, với các góc nhọn – một thiết kế dường như hoàn toàn hợp lý vào thời điểm bấy giờ.
Trong khoảng thời gian từ năm 1953 đến năm 1954, ba chiếc máy bay Comet đã vỡ giữa không trung và rơi xuống đất, khiến tất cả mọi người trên máy bay thiệt mạng. Các vụ tai nạn đã được điều tra kỹ lưỡng, và những phát hiện này đã thay đổi ngành hàng không mãi mãi.
Vấn đề là do sự mỏi kim loại gây ra bởi các chu kỳ điều áp. Mỗi khi máy bay thương mại cất cánh lên độ cao, khoang hành khách được điều áp để hành khách có thể thở thoải mái. Mỗi khi hạ cánh, áp suất lại giảm xuống. Sự giãn nở và co lại này xảy ra trong mỗi chuyến bay, và qua hàng trăm chu kỳ, nó tạo ra áp lực rất lớn lên cấu trúc máy bay.
Phát hiện quan trọng là ứng suất tập trung ở các góc. Trên máy bay Comet, các cửa sổ hình vuông tạo ra bốn điểm tập trung ứng suất ở mỗi góc – những khu vực mà các chu kỳ tăng áp lặp đi lặp lại gây ra các vết nứt siêu nhỏ trong kim loại. Những vết nứt đó ngày càng lớn dần sau mỗi chuyến bay cho đến khi thân máy bay bị hỏng nghiêm trọng ở độ cao.
Giải pháp nằm ở hình học đơn giản. Hình tròn hoặc hình bầu dục không có góc cạnh, điều đó có nghĩa là không có điểm nào mà ứng suất có thể tập trung. Tải trọng được phân bố đều xung quanh toàn bộ khung cửa sổ, làm giảm đáng kể nguy cơ nứt do mỏi sau hàng nghìn chu kỳ chịu áp suất.
Sau thảm họa máy bay Comet, cửa sổ hình tròn trở thành tiêu chuẩn ngành được mọi nhà sản xuất máy bay thương mại áp dụng. Cuộc điều tra cũng dẫn đến những thay đổi sâu rộng trong cách thiết kế, thử nghiệm và chứng nhận máy bay – bao gồm cả việc bắt buộc thử nghiệm độ bền mỏi mô phỏng hàng nghìn chu kỳ điều áp trước khi bất kỳ máy bay mới nào đi vào hoạt động.
Mỗi cửa sổ tròn trên mọi chuyến bay mà bạn từng đi đều tồn tại là nhờ những gì đã xảy ra trong vụ tai nạn máy bay de Havilland Comet. Đó là một trong những ví dụ rõ ràng nhất trong lịch sử kỹ thuật về một tiêu chuẩn an toàn được viết nên từ bi kịch.
Thùy Anh (Theo Wonderful Engineering)
