如果经常乘坐飞机,那么遭遇颠簸应该已经习以为常了。
剧烈的颠簸通常发生在天气状况不佳或飞机穿越云层的时候,但偶尔在晴空万里的环境下,飞机也会发生颠簸,甚至这种颠簸有时更加剧烈。1966年3月5日英国海外航空公司911航班在富士山附近遭遇了严重颠簸,致使飞机解体坠毁,造成了124人死亡。那么,飞机到底为什么会发生颠簸呢?飞机在飞行的过程中会受到四个力的影响,一是向下的重力,二是向后的空气阻力,三是发动机产生的向前的推力,四是机翼提供的向上的升力。
机翼之所以会产生升力,是因为机翼上下表面不同的形状再加上机翼与机身存在着一定的夹角,致使机翼上表面空气流速快于下表面。
根据伯努利原理,流体运动速度越快,压强越小,于是机翼的上下表面出现了压差,这就是飞机升力的来源。由此也可以看出,飞机的迎风速度越快,机翼上下表面的压差就越大,飞机的升力也就越大,所谓迎风速度就是飞机与风的相对速度。这就是为什么飞机起飞时偏爱逆风,因为逆风时飞机的迎风速度更大。
风向本身是多变的,如果飞机飞行时遭遇由顺风变为逆风,升力突然增大,飞机就会猛然向上,这种现象就被称为“超重”。
反之,如果由逆风变为顺风,升力突然降低,飞机就会猛然向下,这就被称为“失重”。当然,风并不总是从飞机的前后而来,也会从侧面吹来,当风从右侧来时,右侧机翼的升力会大于左侧,于是飞机会向左倾斜,反之则会向右倾斜。诸如此类的因素都会导致飞机发生颠簸。
风向和风速的变化通常会在飞机起飞和降落时产生影响,因为此时飞机的速度相对较慢,风速变化产生的影响就比较明显。
而飞机在高空巡航时,导致颠簸的原因主要是迎风角的改变。风并不总是从飞机的正前方吹来,它与飞机的机翼是存在一定角度的。根据伯努利原理可知,在一定范围内,飞机的迎风角越大,升力也就越大。而在超过了一定范围之后,迎风角的增大反而会使飞机的升力下降。在多数情况之下,高空气流都是相对平稳的,但有时也会因为各种各样的原因产生漩涡状的湍流,当飞机经过这些湍流时,迎风角就会反复发生变化,致使飞机出现剧烈颠簸。
什么情况下会产生湍流呢?大概有三种情况。
第一种是地形影响,比如气流在经过高大的建筑物或高山时,在这些障碍物的后方就非常容易产生湍流,所以飞机在通过这些地形时都会预先采取措施,比如提升高度。第二种是热力影响,我们知道热空气会向上升,冷空气会向下沉,如此冷热空气就会形成上下循环流动,在这些循环流动的空气周围就非常容易出现湍流,特别是在云层之中,这种现象更为明显,这就是为什么飞机在穿越云层时非常容易发生颠簸了。
最后一种情况就是晴空湍流了。
在高空中,因为太阳照射和地转偏向力的影响,会形成一种自西向东快速流动的极窄气流,它的速度可以达到每小时200公里以上。在这种极窄气流两侧非常容易出现湍流。飞机与这种极窄气流遭遇的几率是比较低的,可一旦遇到就会发生剧烈颠簸,这就是我们开头所说的晴空颠簸了。虽然在历史上,的确因晴空颠簸而发生过严重事故,但此后飞机的强度进行了明显提升,在近50年内都没有发生因晴空颠簸而导致的严重伤亡事件,所以我们大可放心。