【機長說什麼】飛行知識101,這些你都清楚嗎?不要控制你的好奇心,點進來看看吧。|飛行知識|EP.46

嗨,大家好,我是Ryan
今天我們來聊聊和飛行有關的一些最基本的問題
那這個節目我想做得快一點
所以每一個條目我都不會說得太久
那如果你覺得還有什麼需要補充的或者不太清楚的地方
可以在我視頻下方給我留言
OK,那我們現在開始吧
首先來說飛機在起飛的時候呢
引擎給飛機提供了一個向前的加速度
飛機開始向前狂奔的時候
就會有風從飛機身上流過去
那這個風其實就是氣流
當氣流流過機翼表面的時候
機翼的上表面和下表面會產生一個氣壓差
那麼上表面的氣壓會更小
下表面的氣壓會更大
就相當於有一個力呢
從機翼兩邊把這個飛機提起來一樣
那麼這個力其實就叫做升力
那當升力比重力更大的時候
飛機就慢慢地漂浮起來了
那當你坐飛機的時候
你會看到飛機在轉彎的時候
會向着它要轉彎的方向慢慢地傾斜過來
飛機傾斜的時候它就可以轉彎
這是爲什麼呢
這個裏面最主要的涉及到了牛頓第一運動定律
也就是說當一個物體它不受到外力的影響時
它會保持勻速直線運動
也就是飛機在向前勻速直線飛行
那麼如果想讓飛機轉彎
我必須給這個飛機施加一個力
那麼這個力呢就應該施加向
朝向我想要轉彎的方向
那麼這個力呢常常被我們叫做向心力
那麼當飛機開始這樣傾斜的時候
它的升力呢原本是指向天空的
但是當飛機傾斜了之後呢
升力就不再指向天空了
而是指向一個向它轉彎方向的
傾角的一個角度
那麼這個力呢會分成兩個分力
一個力量朝向天空依然是升力
那麼另外一個力量呢就是垂直於升力
也是垂直於地面
而是指向它要轉彎那個方向的原心
這個力呢就是它的向心力分力
所以說在飛機的這個向心力的作用下
你可以把它想象成爲一個繩子
然後拽着這個飛機呢就朝着
它要轉彎的方向轉過去了
OK那如果你能把這個小盒子
想象成是一架飛機的話
那麼當我把這個小盒子
支在我手上的一個支點上的時候
那麼總會有一個點啊
這個它會平衡在我的手上
那麼這個點其實就是這個小盒子的重心
那麼其實對於飛機來說呢
飛機上也有一個這樣的重心
飛機所有的重力呢都匯聚在那一點
那麼當飛機在空中飛行的時候
你可以把那一個點想象成爲
飛機的一個支點
那你就說當我對這個飛機
作用任何樣的力的時候
所有的飛機的運動都圍繞着
這個支點的運動
那麼這個點就叫做飛機的重心
那麼飛機爬升的時候呢
其實是這樣的一個過程啊
首先引擎的功率會增加
然後這時候飛機的空速會增加
那麼根據升力公式呢
飛機的空速增加的時候
飛機的升力就會增大
那這時候飛機有了更多的升力
它就開始向上慢慢地爬升了
當然在這個時候呢
飛機的速度也會增加
那麼機師一般來說
不希望飛機的速度發生改變
所以說這個時候
飛機就需要控制它的姿態
那麼在飛機的最後面
可以看到有一對像是一個
小小的翅膀一樣的東西
然後這個東西呢
就是飛機的水平尾翼
那麼這個飛機的水平尾翼上面
一般來說還會有一個
可以活動的片叫做升降舵
那麼這個升降舵在這個時候呢
就會向上偏轉
那麼你可以想象一下
當一種風從迎面吹過來的時候
吹到這個向上偏轉的升降舵上面
它會把這個舵面向下
產生一個向下的壓力
那麼這個力呢
就會壓着飛機的尾部
讓這個飛機圍繞着
剛纔說那個重心的
然後機頭就慢慢抬起來了
在正常情況下
飛機在抬頭的時候
它的angle of attack
也就是我們常說的迎角
就會增加
那麼當飛機的迎角增大之後
根據升力公式
飛機的升力也會增大
那麼這個時候呢
飛機就不需要改變速度
所以飛機就可以保持原來的速度
只靠增大迎角來繼續爬升了
飛機下降呢
其實和爬升是一樣的過程
只不過是一個相反的順序
自動駕駛這些年
真的是變得越來越厲害
然後讓人覺得很慌啊
就是不知道將來會不會
真的有一天
自動駕駛真的可以取代機師了
那麼目前來說
自動駕駛可以做的功能是
保持飛機的航向
或者保持一個
你已經輸入在飛行計算機裏的
飛行航線
那麼它還可以保持飛機水平的飛行
它也可以讓飛機按照
機師需要的爬升或者下降的速率
去爬升或者下降
那它還可以自動的截獲
機場的ILS儀表着陸系統
然後沿着ILS的信號呢
完成一個進場
甚至可以自動的着陸
那麼其實飛機上還有一個
自動化的飛行裝置
叫自動推力系統
那麼自動推力系統一般來說
是爲了保持飛機
在某一個時刻的速度
那自動推力系統和自動駕駛系統
這兩個東西平時是合併在一起工作的
互相誰也離不開誰
然後他們之間互相配合
可以實現一個飛機從起飛之後
到着陸停在跑道上
這樣的一段過程當中的
所有的飛行操縱
那麼自動駕駛呢
目前來說還是需要機師
在整個飛行過程當中
給他不斷的輸入各種各樣的需求
那麼將來也許自動駕駛
就會變得越來越聰明
就可以真的代替機師了
飛機能飛多高這件事情呢
是由三個主要因素決定的
首先呢是飛機的性能驗證
飛機的性能驗證
是飛機在出場的時候
做的一個措施
那飛機呢
隨着它的高度不斷增高
空氣當中的大氣密度
變得越來越稀薄
那也就是說
流過飛機機翼表面上的空氣
變得越來越少
那機翼能產生的升力
就開始下降了
所以說當飛機飛到一定高度的時候了
飛機機翼上產生的升力
勉強能夠維持住
飛機在這個高度飛行
那當飛機稍微一減速
飛機就可能會進入失速的狀態
那麼另外一個麻煩的
就是隨着高度的增高啊
我們平時聽到的聲音的這個音速
也在下降
那麼亞音速飛機
比如像我們平時飛的
這個長遠的民航客機
在海平面高度
想要加速到音速
是很難的一件事
那麼在這樣的高度
非常高的高度
能努努力的
就能真的加速到音速了
那如果在這種狀況下
亞音速飛機的飛機機身強度
是不能夠在音速下飛行的
所以說
這個飛機現在會進入
一個很尷尬的狀態
我只要一減速就會失速
我稍微一加速就會超速
所以說在這種情況下呢
飛機不能再爬升了
所以這個是飛機飛行高度的
一個限制
那麼還有一個限制啊
就是飛機的爬升性能
飛機一般來說
是不會真的飛到
剛剛說過一個
這麼高的高度上去飛行的
它一般最高的飛行高度
就是一個它還能夠維持
300到500英尺每分鐘
爬升率的這樣一個高度
爲什麼會有一個這樣的限制
那也就是說
有時候我們飛行
比如說對面有飛機過來
可能和你要相撞了
這個時候TCAS告訴你
讓你爬升
那假如說你已經
飛到了一個
非常非常高的限制啊
然後你沒有任何機動性了
你不能爬升了
那這時候你怎麼辦
當然你可以下降
但是這並不是一個好選擇
那還有的時候呢
飛機的飛行操縱
需要一些這種機動性的
來保證飛行的
性能的餘度
所以說呢
這個高度就是飛機的
通常來說
飛行的最高高度了
那麼還有一個限制
就是飛機的增壓限制
我們知道飛機在飛行的時候
客艙裏面是增壓的
那越往高處飛呢
外面的氣壓就越低
我客艙裏面的壓力
相對來說就要更大
那飛機呢
也和一個氣球一樣
我不能使勁地
不停地吹
那我不停地吹呢
早晚有一天
會把這個飛機吹炸了的
所以說
那飛機也不能無限地飛行
那當它飛行到
一定高度的時候
這個高度呢
是涉及到它的
飛機機身的結構強度
那麼在這種狀況下
飛機就不能再去爬升了
所以說
綜合這三個限制
飛機就會有一個
出場的時候
給機師們確定的
最大的飛行高度
那機師在飛行的時候呢
一般來說是
不會超過這個飛行高度的
那我平時乘坐的民航飛機
大概可以飛在
四萬英尺的高度
有些公務機呢
它可以飛到
五萬甚至六萬英尺
對於機師來說呢
飛機飛多快
就是速度表上的一個指示
當飛機在
一萬五千英尺以下
飛行的時候
機師一般會參考
飛機的空速
當飛機在
一萬五千英尺以上
飛行的時候
機師就會去看
飛機的馬赫數
那飛機的馬赫數呢
是飛機此刻位置的空速
和這個位置的音速的比值
那舉個例子來說
如果我這個地方
我現在飛機的速度呢
是音速的二分之一
那麼現在
我的馬赫數呢
就是零點五馬赫
那如果我正好
在音速下飛行
那我的速度
就是一馬赫
所以飛機上
就會有一個
最大空速限制
和一個最大馬赫數限制
那當飛機飛得
過快的時候
飛機上的相對氣流
就會產生
過大的空氣動力
會導致飛機機身的損壞
所以說飛機
既不可以超過
最大空速限制
也不能超過
最大馬赫數限制
那麼當飛機在爬升的時候
隨着飛機的高度
逐漸地增加
那麼周圍環境裏面的音速
是在逐漸下降的
所以就說
如果當飛機的空速
不變的話
那麼音速的減少
就會導致
飛機的馬赫數增加
那正常來說
飛機在飛行的時候
機師在爬升
都會保證一個
不變的馬赫數
比如說我會保持
馬赫數0.8爬升
那麼在這種情況下
音速在不斷地減少
我的馬赫數又不變
所以說我的空速
其實是在不斷地下降的
所以說當飛機
在爬升到更高的高度時候
速度是在減小的
那飛得比較快的幾款飛機
比如像A380
它可以飛到
每小時1100多公里
787可以飛到
每小時1200多公里
那我們平時經常重做的
噴氣式飛機
噴氣引擎
它使用的是航空煤油
航空煤油是石油在精煉的時候
介於汽油和柴油之間
被分離出來的
這樣的一種東西
那煤油一般來說
在我們生活當中
是用於這個暖爐裏面的燃料
那除此之外
一些小型的飛機
它使用的是活塞式發動機
那活塞引擎
一般來說用的是航空汽油
還有一少部分
使用的是航空柴油
那航空汽油和我們平時
給汽車加油有什麼區別嗎
其實主要的區別是因爲
航空汽油
它需要有一個固定的高心烷值
那麼這個心烷值
是通過向裏面添加了
四乙基鉛這樣的一種化合物
來實現的
那麼平時的汽油
心烷值都會相對來說低一些
它裏面已經去掉了
這種含鉛的化合物
那對於絕大多數的
飛機活塞發動機來說
如果我給它添加了
我們平時汽車用的汽油的話
那麼引擎可能用不了多久
就會損壞了
首先朋友們
我告訴大家我的觀點
就是我覺得
這之間沒有任何的關聯
大飛機和小飛機
是一樣的安全
那其實飛機是不是安全
有很多因素
那麼其中有一個
就是飛機的設計
首先說飛機
有沒有什麼設計缺陷
比如像波音737 MAX
那個MACAS系統
就帶來了很多飛行事故
還有說這個飛機的設計裏面
有沒有提供了
很多安全保護的系統
比如說像
大多數的線船飛機
都有防止機師
出現操作失誤的這些功能
那麼還有呢
這個飛機的設計
是不是便於飛行
比如像
長得很好看的MD-11
麥道爾11這個飛機
它雖然非常酷
但是它的着陸
是超級難助撐的
然後很多機師都在
不斷地抱怨
這個飛機有多難着陸
而且MD-11
它在着陸的時候
確實發生過很多事故
那麼如果一定要
在機型上做出比較的話
通常來說
剛剛面世的新機型
會沒有已經在
各個公司裏運行了
很多年的這種
成熟的機型更安全
那麼另外呢
其實操縱飛機的飛行員
和運行這個飛機的航空公司
他們纔是影響
這個飛行安全
最重要的兩個因素
這個話題呢
我覺得還蠻長的
所以我們今天就先聊到這
下一期節目呢
我會專門做一期
和大家聊一聊
顛簸到底是怎麼樣發生的
都有什麼樣的原因
會導致顛簸
飛機在顛簸當中飛行
是不是安全的
那希望今天的節目呢
可以讓你對這些
最基本的飛行知識
有一些簡單的瞭解
如果你還有什麼
其他的問題呢
也歡迎你隨時給我留言
OK 我們今天就先聊到這
感謝你觀看
下期再見
Cheers