-
1 # 耿老師在種草
-
2 # 格式化精品文創
人們常常在晴朗的天空中看到噴氣式飛機在高空飛行時,機身後邊會出現一條或數條長長的“白煙”,人們習慣地稱它為“飛機拉煙”。其實,這不是噴氣式飛機噴出來的煙,而是飛機排出來的廢氣與周圍環境空氣混合後,水汽凝結而成的特殊雲系,航空飛行界和航空氣象學上稱之為飛機尾跡,也就是人們俗稱的“飛機拉煙”。那麼,它是如何形成的呢?
飛機飛行時消耗大量的燃料,所產生的水汽和部分熱量隨廢氣排出飛機體外,進入大氣層,並與周圍環境空氣迅速混合而形成凝結尾跡。它的形成過程與人們常見的地面上的露水、霜和空中的雲不同。飛機在高空飛行時排出的廢氣與環境空氣相混,此混合氣體的飽和程度取決於熱量與水汽增量兩者的淨效應。當增溼效應占優勢並超過某給定的臨界值時,就會有凝結尾跡形成;當增熱效應占優勢時,則不會發生凝結現象,也就不會出現凝結尾跡。由於廢氣的增熱與增溼效應是一定的,所以,此混合氣體中究竟會不會出現凝結現象,將取決於環境空氣自身的溫度、溼度和大氣壓力。簡而言之,環境空氣溫度高時是不利於凝結尾跡的形成的,只有當環境溫度相當低(通常在零下40攝氏度以下)時,才有可能出現飛機凝結尾跡。據有關資料表明,出現飛機尾跡時,空氣溫度多在零下41攝氏度—60攝氏度,約佔出現飛機尾跡的86%,如果空中溫度高於零下40攝氏度或低於零下60攝氏度,一般很少會出現飛機尾跡現象。
飛機尾跡高度的季節變化不很明顯,總的說來,冬半年出現的次數多於夏半年。尾跡層的厚度平均在1—2公里,下限高度冬季最低,夏季最高。在較厚的飛機凝結尾跡中,不同高度上形成的尾跡長度和濃度也是不一樣的。通常在它的底部出現是長度較短而濃度較淡的尾跡,向上逐漸加長變濃,待達到一定高度後,再往上,又變成了斷斷續續色調淺淡的尾跡。
飛機尾跡在軍事上有著重要價值,自近代以來,歷來為各國軍事家所重視。噴氣式作戰飛機在合適的高度上飛行最容易出現飛機尾跡。在航空作戰中,飛機尾跡的出現很容易暴露飛機航跡和位置,為了避免暴露目標,就必須弄清飛機尾跡出現的
其實,和天空中其他形狀各異的白雲一樣,這就是一條長條狀的白雲。讓我們先來溫習一下白雲是怎麼形成的吧!當空氣中的水蒸氣上升到高空後,會因為低溫而凝結成小水滴或小冰晶,它們聚集起來就形成了雲。飛機在天空飛行時,也會像汽車一樣從引擎中排出廢氣,這些廢氣和水汽混合成的氣體遇到低溫也會凝結成小冰晶,於是就形成了一條白色的“足跡”。
-
3 # 時空通訊
萬里無雲,或者有幾許薄薄雲彩的藍天背景上,人們常常看到一些飛機拉出一道道優美的白煙。
很多時候我們看到的都是空軍的戰鬥機,它們飛得很高,有時飛直線,有時飛曲線,恣意翱翔,白帶跟隨,美麗如畫。
它們是在表演嗎?那白煙是噴灑出來的嗎?
不是。其實這只是戰機在高空訓練,後面的白煙不是特意噴出,而是在發動機尾氣在空氣中被動留下的尾跡,又叫尾跡雲、機尾雲,民間俗稱飛機拉煙。
飛機形成尾跡的原因有幾種,不能一概而論。
除了飛行表演的人為拉煙,這種被動拉煙,一種是廢氣尾跡,一種是空氣動力尾跡,還有一種是對流性尾跡。
廢氣尾跡是最常見的飛機拉白煙現象。這種尾跡又有兩種原因,一種是廢氣凝結尾跡,一種是廢氣蒸發尾跡。
廢氣凝結尾跡的產生原因,是飛機飛行時燃料消耗後的餘熱和水汽隨廢氣排到飛機外面,遇到高空冷空氣就凝結成水滴或冰晶,就會在飛機後面拖曳出一條長長的白煙狀尾巴。
廢氣凝結尾跡形成的條件是高空和低溫,一般飛機在8000米以上高空,溫度在-41℃到-60℃之間才出現,高於-40℃或低於-60℃,就不出現這種尾跡了。
所以飛機在高空時,有時會有白煙,有時又沒有白煙;有時飛機較低時斷斷續續產生白煙,飛得越高白煙越明顯,飛到更高處反而斷斷續續,最後又沒有了,就是這個道理。
廢氣凝結尾跡季節不同也有一些差別。一般冬天更多一些,夏天少一些。這是因為冬天氣溫更低一些,形成這種尾氣的高度會更低一些,而夏天形成的高度更高一些。
廢氣凝結尾跡存在時間較長,其厚度可達2千米,存在的時間一般都在1小時以上甚至更長。尾跡較多的死法甚至會擴充套件成一片雲層。
廢氣蒸發尾跡一般發生在較低的空中,那裡的氣溫沒有達到凝結廢氣尾跡的條件,而飛機尾氣的加熱作用導致附近空氣溼度減少,水汽蒸發,就會在白色雲層中留下一條透明的縫隙,這種尾跡一般會在薄薄的雲層中出現。
空氣動力尾跡的產生過程。這種尾跡產生是因為飛機在接近飽和的空氣中飛行,由於機翼上下壓差不同或螺旋槳頂端攪動形成的螺旋狀空氣漩渦,這種漩渦中心氣壓降低,凝結成小水滴而形成的飛機拉線。
這種拉線與發動機尾氣不一樣,一般在較低空中形成,而且不是出現在飛機發動機噴口,而是出現在機翼的兩個尖端,拉出兩道凌厲的白線,就像兩道劍氣,十分壯觀。
這種尾跡時間很短,會很快消失。
對流性尾跡產生原因。這種尾跡也與飛機噴出的廢氣有關。前面說的廢氣凝結和蒸發尾跡不同的地方,就是一般發生在較低空狀態,飛機噴出的尾氣與空氣混合後,由於對空氣進行了加溫,而導致空氣上升形成的白色煙霧狀尾氣,這種尾跡會在飛機後面千米之處,比凝結尾氣要寬很多,而且維持時間更長。
以上時飛機飛行過程中產生的自然現象,還有兩種非自然現象產生的尾跡。一種是空中放油,還有一種就是飛行表演人為拉煙。
空中放油是因為載荷的燃料有多,超過飛機允許的降落重量,必須在空中放掉多多餘的油料。
飛機在設計時,都有一個最大起飛重量和降落重量。起飛重量一般都大於降落重量。
所以飛機在起飛時,都根據需要到達的目的地而加好油,但這些油如果沒有使用到一定的量,在降落時就會負載過大,而對飛機起落架和其他部件造成損害,甚至發生重大事故。
但有時候飛行總會發生一些意外,導致飛機無法到達目的地或者返航,這樣油料就會有多,就必須在空中放掉一部分。
這樣看起來就也會出現飛機拉煙的現象。
飛機放油有專門的釋放口子,會把燃油加壓粉碎到很小霧滴釋放,將給環境和地面的汙染降到最低程度。
還有的戰鬥機會在放油的同時點燃燒掉。
飛行表演的各種拉煙活動就是人為製造的效果了。在一些航空表演上,我們常常看到一架或數架飛機,在天上作著各種優美的動作,時而合為利劍直插雲霄,時而翻飛散開,繁花怒放。這些飛機拖曳著奼紫嫣紅的彩色煙帶,像仙女的霓裳飄帶,美豔壯觀。
這就是表演拉出的彩煙。這種彩煙是將某些化學試劑裝在高壓容器裡,當飛行員開啟這些容器閥門,這些化學試劑就會噴射出來,與空氣中的水汽結合層煙霧。
不同的配方就會呈現出不同的顏色。就像我們看到夜空中放的彩色焰火禮花,就是根據不同化學配方製成的。
用柴油在飛機噴氣口噴出,利用飛機噴出廢氣燃燒出白色煙霧,是各國慣用的最常見拉煙技術。
各國對於彩色拉煙方式和配方都有自己的特種技術,因此一般都會保密。但要拉出好看的煙霧並不難,難的是既要拉出好看的煙霧,又要無毒無害對飛機安全的環保配方。
網路上有人曬出各種配方,也不知真假。咱科普不是科學研究,就不窮究這玩意了。
總之飛機在天上產生的拉煙有很多原因,最主要的就是以上那些原因。
飛機拉煙對軍事研究和環境都有很大影響。比如在軍事上,飛機拉煙既有利於發現地方飛機蹤跡,也容易暴露自己,因此是一把雙刃劍。
這樣,在戰爭中,各方都會研究減少尾氣拉煙的方法,從掌握出任務的天氣狀況、高空溫度狀況來避免拉煙現象,從飛機發動機和外形設計等諸多方面來儘量減少尾氣影響,以隱蔽自己。
有科學研究認為,飛機拉煙結成的冰晶會散射Sunny,讓Sunny減少對地表的照射。
日益增多的飛機對大氣造成的拉煙效應,給氣候和溫度造成了一定影響。
一些科學家曾經對美國“911”時期限定飛機起飛的幾天氣溫進行了分析,發現在飛機滯留地面的一段時間,白天和晚上氣溫提升了3℃。
現在研究普遍認為飛機尾氣雲已經在無意識中影響了天氣,呼籲不要濫用這種效應,包括飛行表演。
回覆列表
那是尾跡雲,渦輪噴氣發動機和渦輪風扇發動機的飛機在高空飛行時都可以產生尾跡雲。
在地面上看就是細細的一條線,在天上看就是窄窄的一溜雲。
飛機發動機執行時消耗大量的燃料,所產生的水汽和部分熱量隨廢氣排出飛機體外,進入大氣層,並與周圍環境空氣迅速混合而形成凝結尾跡。
當飛機在-20℃以下的氣層中飛行時,空氣溼度接近或達到飽和,同時大氣比較穩定時才能產生尾跡雲。
一般來說在7000米至10000米的高度上飛機容易形成尾跡雲,超過這個範圍就沒有了。由於高度和溫度的限制,螺旋槳飛機產生不了尾跡雲。