应该说,只要是喷气式飞机,包括客机和战斗机,飞行过后都会在空中产生白色的烟云,这叫航迹或尾迹,是喷气式飞机发动机喷出的热废气与高空中的冷空气相互作用而成的,其原理跟我们冬天能看到自己呼出的空气是一样的。
因为这是飞机排出的灼热的尾气迅速的被冷空气所凝结,才会形成飞机后面的白色烟雾;
飞机是20世纪初最重大的发明之一,公认由美国人莱特兄弟发明。他们在1903年12月17日进行的飞行作为“第一次重于空气的航空器进行的受控的持续动力飞行”被国际航空联合会(FAI)所认可,同年他们创办了“莱特飞机公司”。自从飞机发明以后,飞机日益成为现代文明不可缺少的工具。它深刻的改变和影响了人们的生活,开启了人们征服蓝天历史。
起落装置
起落装置的功用是使飞机在地面或水面进行起飞、着陆、滑行和停放。着陆时还通过起落装置吸收撞击能量,改善着陆性能。
早期陆上飞机起落装置比较简单,只有三个起落架,而且在空中不能收起,飞行阻力大。现代的陆上飞机起落装置包含起落架和改善起落性能的装置两部分,且起落架在起飞后即可收起,以减少飞行阻力。改善起落性能的装置主要有起飞加速器、机轮刹车、减速伞等。水上飞机的起落架由浮筒代替机轮。
万里无云,或者有几许薄薄云彩的蓝天背景上,人们常常看到一些飞机拉出一道道优美的白烟。
很多时候我们看到的都是空军的战斗机,它们飞得很高,有时飞直线,有时飞曲线,恣意翱翔,白带跟随,美丽如画。
它们是在表演吗?那白烟是喷洒出来的吗?
不是。其实这只是战机在高空训练,后面的白烟不是特意喷出,而是在发动机尾气在空气中被动留下的尾迹,又叫尾迹云、机尾云,民间俗称飞机拉烟。
飞机形成尾迹的原因有几种,不能一概而论。
除了飞行表演的人为拉烟,这种被动拉烟,一种是废气尾迹,一种是空气动力尾迹,还有一种是对流性尾迹。
废气尾迹是最常见的飞机拉白烟现象。
这种尾迹又有两种原因,一种是废气凝结尾迹,一种是废气蒸发尾迹。
废气凝结尾迹
的产生原因,是飞机飞行时燃料消耗后的余热和水汽随废气排到飞机外面,遇到高空冷空气就凝结成水滴或冰晶,就会在飞机后面拖曳出一条长长的白烟状尾巴。
废气凝结尾迹形成的条件是高空和低温,一般飞机在8000米以上高空,温度在-41℃到-60℃之间才出现,高于-40℃或低于-60℃,就不出现这种尾迹了。
所以飞机在高空时,有时会有白烟,有时又没有白烟;有时飞机较低时断断续续产生白烟,飞得越高白烟越明显,飞到更高处反而断断续续,最后又没有了,就是这个道理。
废气凝结尾迹季节不同也有一些差别。一般冬天更多一些,夏天少一些。这是因为冬天气温更低一些,形成这种尾气的高度会更低一些,而夏天形成的高度更高一些。
废气凝结尾迹存在时间较长,其厚度可达2千米,存在的时间一般都在1小时以上甚至更长。尾迹较多的死法甚至会扩展成一片云层。
废气蒸发尾迹
一般发生在较低的空中,那里的气温没有达到凝结废气尾迹的条件,而飞机尾气的加热作用导致附近空气湿度减少,水汽蒸发,就会在白色云层中留下一条透明的缝隙,这种尾迹一般会在薄薄的云层中出现。
空气动力尾迹的产生过程。
这种尾迹产生是因为飞机在接近饱和的空气中飞行,由于机翼上下压差不同或螺旋桨顶端搅动形成的螺旋状空气漩涡,这种漩涡中心气压降低,凝结成小水滴而形成的飞机拉线。
这种拉线与发动机尾气不一样,一般在较低空中形成,而且不是出现在飞机发动机喷口,而是出现在机翼的两个尖端,拉出两道凌厉的白线,就像两道剑气,十分壮观。
这种尾迹时间很短,会很快消失。
对流性尾迹产生原因。
这种尾迹也与飞机喷出的废气有关。前面说的废气凝结和蒸发尾迹不同的地方,就是一般发生在较低空状态,飞机喷出的尾气与空气混合后,由于对空气进行了加温,而导致空气上升形成的白色烟雾状尾气,这种尾迹会在飞机后面千米之处,比凝结尾气要宽很多,而且维持时间更长。
以上时飞机飞行过程中产生的自然现象,还有两种非自然现象产生的尾迹。
一种是空中放油,还有一种就是飞行表演人为拉烟。
空中放油是因为载荷的燃料有多,超过飞机允许的降落重量,必须在空中放掉多多余的油料。
飞机在设计时,都有一个最大起飞重量和降落重量。起飞重量一般都大于降落重量。
比如A380的最大起飞重量是560吨,而其最大降落重量只有386吨。
飞机的最大降落重量不但要确保飞机结构能够安全降落,还要保证飞机发生中止降落而复飞时,或遭遇发动机故障的前提下,客机能够顺利爬升。
所以飞机在起飞时,都根据需要到达的目的地而加好油,但这些油如果没有使用到一定的量,在降落时就会负载过大,而对飞机起落架和其他构造造成损害,甚至发生重大事故。
但飞行有时总会发生一些意外,导致飞机无法到达目的地或者返航,这样油料就会有多,就必须在空中放掉一部分。
飞机放油有专门的释放口子,会把燃油加压粉碎到很小雾滴释放,将给环境和地面的污染降到最低程度。
这样飞机在放油时就会出现拉烟现象。
还有的战斗机会在放油的同时点燃烧掉。
飞行表演的各种拉烟活动就是人为制造的效果了。
在一些航空表演上,我们常常看到一架或数架飞机,在天上作着各种优美的动作,时而合为利剑直插云霄,时而翻飞散开,繁花怒放。这些飞机拖曳着姹紫嫣红的彩色烟带,像仙女的霓裳飘带,美艳壮观。
这就是表演拉出的彩烟。这种彩烟是将某些化学试剂装在高压容器里,当飞行员开启这些容器阀门,这些化学试剂就会喷射出来,与空气中的水汽结合成烟雾。
不同的配方就会呈现出不同的颜色。就像我们看到夜空中放的彩色焰火礼花,就是根据不同化学配方制成的。
用柴油在飞机喷气口喷出,利用飞机喷出废气燃烧出白色烟雾,是各国惯用的最常见拉烟技术。
各国对于彩色拉烟方式和配方都有自己的特种技术,因此一般都会保密。但要拉出好看的烟雾并不难,难的是既要拉出好看的烟雾,又要无毒无害对飞机安全的环保配方。
网络上有人晒出各种配方,也不知真假。咱科普不是科学研究,就不穷究这玩意了。
总之飞机在天上产生的拉烟有很多原因,最主要的就是以上那些原因。
飞机拉烟对军事研究和环境都有很大影响。
比如在军事上,飞机拉烟既有利于发现地方飞机踪迹,也容易暴露自己,因此是一把双刃剑。
这样,在战争中,各方都会研究减少尾气拉烟的方法,从掌握出任务的天气状况、高空温度状况来避免拉烟现象,从飞机发动机和外形设计等诸多方面来尽量减少尾气影响,以隐蔽自己。
有科学研究认为,飞机拉烟结成的冰晶会散射阳光,让阳光减少对地表的照射。
日益增多的飞机对大气造成的拉烟效应,给气候和温度造成了一定影响。
一些科学家曾经对美国“911”时期限定飞机起飞的几天气温进行了分析,发现在飞机滞留地面的一段时间,白天和晚上气温提升了3℃。
那不是烟,那是雾。 夏天从冰箱里面拿出来的饮料瓶子一直在”流汗“,这个原理知道吧。 飞机飞过后 在天空中留下的那一道‘白烟’原理跟上面的例子是一样的。水蒸汽遇到低温的环境时,放出热量会发生了液化。飞机在空中飞行时,空中的温度比较低,而飞机尾气含有水蒸气,并且温度相当高。就这样高温气体接触低温气体后液化成雾。而不是烟。
那不是拖烟,这是因为当飞机在--20℃以下的气层中飞行时,空气湿度接近或达到饱和,同时大气比较稳定时才能产生尾迹云。尾迹云形成的原理是:当喷气式飞机在相当冷且水汽含量较大的高空飞行时,飞机尾部喷出的废气成为人工造云的“气溶胶催化剂”,从而使低温高湿的空气凝结成云带
还有与尾迹云类似的现象则“蒸发尾迹”。它是飞机在高空很薄的云层中飞行的废气对环境空气的加热作用大于增湿作用,混合后的空气由于温度升高,相对湿度减小,结果原有的云层蒸发,在白色云层中形成一长条无云的蓝色缝隙,这便是蒸发尾迹
人们常常在晴朗的天空中看到喷气式飞机在高空飞行时,机身后边会出现一条或数条长长的“白烟”。其实,这不是喷气式飞机喷出来的烟,而是飞机排出来的废气与周围环境空气混合后,水汽凝结而成的特殊云系,航空飞行界和航空气象学上称之为飞机尾迹,也就是人们俗称的“飞机拉烟”。那么,它是如何形成的呢?
按成因,飞机尾迹可分成废气尾迹、空气动力尾迹和对流性尾迹。废气尾迹又可分为废气凝结尾迹和废气蒸发尾迹。其中,人们最常见的是废气凝结尾迹,也就是本文重点讨论的飞机凝结尾迹。
飞机飞行时消耗大量的燃料,所产生的水汽和部分热量随废气排出飞机体外,进入大气层,并与周围环境空气迅速混合而形成凝结尾迹。它的形成过程与人们常见的地面上的露水、霜和空中的云不同。飞机在高空飞行时排出的废气与环境空气相混,此混合气体的饱和程度取决于热量与水汽增量两者的净效应。当增湿效应占优势并超过某给定的临界值时,就会有凝结尾迹形成;当增热效应占优势时,则不会发生凝结现象,也就不会出现凝结尾迹。由于废气的增热与增湿效应是一定的,所以,此混合气体中究竟会不会出现凝结现象,将取决于环境空气自身的温度、湿度和大气压力。简而言之,环境空气温度高时是不利于凝结尾迹的形成的,只有当环境温度相当低(通常在-40℃以下)时,才有可能出现飞机凝结尾迹。据有关资料表明,出现飞机尾迹时,空气温度多在-41℃~-60℃,约占出现飞机尾迹的86%,如果空中温度高于-40℃或低于-60℃,一般很少会出现飞机尾迹现象。
能具体描述一下是什么样的(什么时候出现的)烟么?
如果是那种为了表演而拉的彩色烟雾的话,因为烟雾是靠“吊舱”类似的东西释放的,烟雾本身完全不会被吸入发动机进气口,因此对飞机的内部机械完全没坏处(影响)。
如果是指飞行时机翼上出现的“白条”(条状烟雾),这是因为气流在出现烟雾的地方压强降低造成的。这些烟雾实际上是水雾。(显然没坏处。为什么呢?看下面)
水的熔沸点和其所处的压强有关(不光是水,任何东西都一样)。因为周围空气压强降低,故水蒸气在低压状态下的熔沸点相比高压下的要降低。(回想一下地理老师举的例子吧,在珠峰峰顶“沸水”的温度只有大概20来摄氏度)因此即使在常温下水也会由空气中的蒸汽液化为液滴,形成水雾。
为什么在这些地方空气压强会降低呢?首先要明确一点,流体压强与流体相对速度有关,大致是相对速度越快压强越小。(这个小学生都有实验了。)提问者可以尝试一下找找常规固定翼的风洞数据,就会发现出现白条的地方通常都是气体流速快的地方。(比如机翼上方的流速比下面的快,因此是上面的压强比下面的小。如果压强小到一定的程度的话,就会产生“白雾”了是吧?翼尖旋涡处的气体流速同样会加快,所以压强,所以水雾。)
还有一个特殊的情况,就是气流被从机翼表面剥离时(失速状态),机翼在被剥离气流的那一面也会产生低压区。这就是飞行表演时那些做过失速机动表演(比如闻名世界的眼镜蛇动作)的那些喷气机机翼表面会产生大量白雾的原因,其实还是水雾。
以上,在下知道的就这么多了,有不足之处欢迎补充纠正。
(这是在下第一次回答他人的问题。)
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