每天有成千上萬的人乘飛機環遊世界，但大多數人並不知道為什麼飛機窗戶是圓的。現在我們這一代的飛機旅行者認為窗戶一直都是現在的形狀，也就是橢圓形，但事實並非如此。在20世紀50年代以前，飛機確實有方形窗戶。從方形窗戶到圓形/橢圓形窗戶的演變不僅僅是為了美觀，這背後也有科學依據。這就是物理學的斷裂力學。

1903年，萊特兄弟進行了人類的第一次飛行，但直到1952年，第一架噴氣式客機才進行了第一次首次飛行。德哈維蘭DH 106彗星型客機是載人客機的一次巨大的成功，因為它的加壓艙，可以可以使它飛到35000英尺（10668米）高空。飛行高度越高，空氣密度越低，這就減少了對結構的阻力，從而會更好的提升飛機的速度。當時這架飛機被認為是英國工程公司的壯舉。甚至伊麗莎白女王也在1953年6月30日進行了一次特別的飛行，但這一名聲並沒有持續多久。兩架DH 106彗星客機在半空中解體，造成56人死亡：英國海外航空781號班機在經歷爆炸減壓後墜入地中海，機上35人全部遇難，南非航空201航班在35000英尺(11000米)高空解體，機上21人全部遇難。

調查：

對兩起事故都進行了廣泛的調查。研究結果表明，半空中解體的原因是方形窗。事實上，德哈維蘭在飛機生產過程中進行了多次測試，公司甚至證明了飛機在增壓艙內不會發生故障。當時所有人都認為預生產測試是足夠安全的，因為德·哈維蘭公司進行了大量的實驗測試。在設計過程中對平均應力進行了計算，發現平均應力小於材料極限強度的一半。對於飛行安全來說，這個計算結果似乎已經足夠了，而德哈維蘭沒有進一步計算應力值，而是依賴測試作為彗星客機安全的主要證據。公司遺漏了一件事，它沒有考慮到角落裡的集中壓力。

德哈維蘭DH 106彗星，方窗

什麼是壓力集中？

應力集中是由於物體幾何形狀的突然變化而引起的應力在體內的累積。當裂紋尖端、孔洞和截面面積減小導致機體幾何形狀發生突變時，這些裂紋尖端、孔洞附近的局部應力增大，截面面積減小。整體結構往往會在這些壓力更集中的地方而被破壞。因此，為了防止結構被破壞，應該避免或減少壓力集中。

幾何突變引起的角點應力集中

調查結果：

研究發現，由於窗戶和窗框呈方形，應力集中程度較高。角的突然變化是幾何形狀破壞了應力流，這與現代的圓形窗不同。由於角落處的應力較大，在結構的切口處往往有裂紋萌生的機會。飛行過程中飛機結構承受著各種載荷，所有的荷載都不是等量齊觀的，而是循環的。這會導致疲勞負荷。疲勞載荷使裂紋在大的週期內擴展。但由於1954年對斷裂力學的不瞭解，在飛機的設計中沒有考慮裂紋擴展理論。壓力艙的失效是由於疲勞裂紋的增長而引起的，這些裂紋很可能是由於飛機結構的缺陷而產生的，在早期的飛機設計中並沒有出現問題，因為所需的艙內壓力較低。德·哈維蘭所進行的嚴格試驗沒有發現這一問題，這可能是由於在進行試驗的次序方面有一組不完善的情況，在當時很難預料這一點。

方形和橢圓形窗口的應力集中

781航班半空解體的計算機動畫

在這些慘痛的事故之後，彗星客機以無法恢復它以前的輝煌，1997年，彗星完成了它的最後一次飛行。彗星客機的失敗使飛機制造商大吃一驚。從服役中撤回彗星1號後，在飛機上進行了廣泛的疲勞試驗。這有助於飛機制造商識別飛機的設計缺陷和關鍵區域。雖然1號彗星的事故是悲慘的，但它為未來飛機的安全開闢了新的領域。