Вы наверное обращали внимание, что фюзеляжи пассажирских авиалайнеров имеют круглую форму поперечного сечения.
И это довольно странно, потому что это пожалуй единственный представитель общественного транспорта из всего многообразия, который имеет круглый корпус салона.
Ведь те же поезда или автобусы не бывают круглыми в разрезе, они прямоугольные.
Также если рассмотреть вертолëты, то их фюзеляж тоже нельзя назвать круглым в поперечнике. Да, углы фюзеляжа винтокрылых машин скруглены, но сама форма скорее больше похожа на квадрат, но уж точно не на круг.
Из летающих ещё следует отдельно упомянуть так называемые космические челноки. Если в качестве примера рассмотреть советский Буран, то как-то не очень-то он круглый, и это довольно странно. Могли бы сделать его фюзеляж круглым в поперечнике, но видимо аэрокосмические планеры строятся по своим законам.
Ведь если взять в качестве примера типичную космическую станцию, то она состоит из модульных отсеков, которые в поперечнике круглые, а не как Буран.
В общем, в этом вопросе много несоответствий с выбором форм, но это только на первый взгляд.
Если же изучить вопрос более детально, то многое проясняется. Так например у космического челнока Буран фюзеляж герметичный только в области кабины пилотов. В этом месте он держит атмосферное давление в условиях космического вакуума, а вот весь остальной фюзеляж не герметичный.
Иными словами, ему не нужно удерживать атмосферное давление. Так зачем же делать его круглым?
То же самое и с вертолëтами: они не поднимаются на большие высоты, а значит не летают на эшелонах с высоким разрешением атмосферы. Им не нужно держать воздух, и поэтому нет смысла делать вертолëтные фюзеляжи круглыми в поперечнике.
Другое дело пассажирские самолёты. Их фюзеляжи держат нормальное атмосферное давление по всей длине, и поэтому они в разрезе имеют форму окружности.
Так например нормальное атмосферное давление у поверхности Земли составляет 760 мм рт. ст. Но стоит самолëту подняться на высоту 10 тыс. м, как давление окружающего его воздуха падает до 200 мм рт. ст. На эшелоне в 15 тыс. м давление уже 90 мм рт. ст. На отметке в 20 км оно и вовсе 40 мм рт. ст.
А вот внутри салона давление по-прежнему 760 мм рт. ст. И поэтому из-за разницы давлений материалы фюзеляжа самолёта фактически работают на растяжение, примерно также, как и газовый баллон или любой другой сосуд под давлением.
Именно так круглая или же почти круглая форма поперечного сечения фюзеляже самолёта позволяет ему избежать разгерметизации на высоте. Потому что круглая форма обеспечивает равномерную концентрацию механических напряжений по всей поверхности.
Если бы у фюзеляжа самолётов были углы, то именно в них были бы максимальные концентрации напряжений, и для сохранения тех же прочностных свойств потребовалось бы больше материалов. А это больший вес и выше расход топлива.
Обратный эффект работает на подводных лодках - там наоборот вода давит на корпус, и вся конструкция работает на сжатие. И тем не менее, для равномерного распределения всех механических напряжений корпуса субмарин тоже круглые.
Космические станции на орбите тоже держат атмосферное давление внутри в условиях окружающего вакуума, и их модули тоже имеют круглую форму в поперечнике.