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飛機朝東飛省油還是朝西飛省油?答案令人沮喪!

 星辰大海種花家 2020-03-11

如果從純地球自轉角度來考慮,無論是朝東飛還是朝西飛,兩者這沒有任何區(qū)別。但因為存在大氣環(huán)流,不同方向飛的時就會存在順風和逆風飛行,而且在地球不同緯度時還不一樣!但對于飛行員來說,寧愿碰到逆風也不要遭遇強順風!

不是說地球自轉么?為什么朝東和朝西飛都沒區(qū)別?

相信各位都知道,地球自轉方向為自西向東,飛機朝東飛和朝西飛的區(qū)別:就像一輛行駛的汽車上往下跳,那么很明顯朝行駛方向跳來得更遠一些,不信各位可以試試看,所以飛機朝東飛比較省油,不應該是這樣嗎?

其實以上答案對了一半,從行駛的車上往下跳的時,方向超前明顯遠很多,因為你起跳時和落下時兩個參考系,汽車是運動的,而地面則相對靜止,因此這個這個系統(tǒng)中,答案是對的!但飛機為什么不會省油呢?

道理也很簡單,各位可以在高鐵的走廊里立定跳遠試試,是朝前進方向會遠一點呢還是反方向會遠一點?其實兩者是一樣的,因為你相對于高鐵車廂是靜止的,在這個參考系中,你怎么折騰都一樣。

所以飛機在地球上飛,就像一個封閉的空間內(nèi),無論飛機怎么飛,它都一樣的油耗!

為什么在不同的緯度飛,飛機的油耗會不一樣?

上文說了地球自轉不會對飛機造成影響,但因為地球是一個有著厚厚大氣層的行星,自轉和太陽的熱輻射綜合作用下,形成了大氣環(huán)流,這是地球上非常重要的循環(huán),它不僅帶來溫度平衡,還重新分配了水汽,不過在不同的維度,這個環(huán)流的方向是不一樣的。

地球上主要的幾個大氣環(huán)流

上圖中總共有六個主要的風帶,但其實只有三個,因為南北半球是對稱,當然只是示意圖,各個風帶會因為地形關系,并不會是一條直線,甚至都彎彎曲曲!

極地東風帶:主要由來自低緯度的熱空氣在極地下沉,在地球自轉的偏向力影響下向西偏轉,形成了極地東風帶,這個東風帶與低緯度的西風帶相遇后,還會形成極地環(huán)流,北半球冬季的天氣受到極地環(huán)流影響非常大。

極地渦旋

西風帶:形成的原因是低緯度地區(qū)的熱空氣和極地冷空氣遭遇,下沉過程中受到地球自轉形成的風帶,西風帶非常強勁,而且西風帶也是主要的水汽循環(huán)帶,因為它會將大海的水汽帶向陸地,形成降雨,而南半球因為大陸比較少,西風帶風力更為強勁。

信風帶:赤道地區(qū)的熱空氣上升后向兩極擴散,到南北緯30度時熱空氣轉冷開始下沉,此處氣壓比較高會向赤道回流,同時受到自轉科氏力影響形成了北半球吹東北風,南半球吹東南風。

六個行星風帶,三種類型,所以當飛機在不同的維度飛行時,它遭遇的風向是不一樣的,不過大家都知道順風比較省油,逆風比較費油!而古人早就明白這個道理了,所以他們將信風稱之為貿(mào)易風,因為可以用個固定時間出現(xiàn)的風來環(huán)球航行。

為什么說飛行員寧愿逆風也不要強順風?

各位應該看過《中途島》或者《珍珠港》,戰(zhàn)斗機在航母上起飛的時候航母會有兩個操作:

第一是逆風行駛

第二是將航母速度提至最高

為什么要這樣操作?那是因為現(xiàn)代飛行器都是空氣動力學為主,機翼利用的是伯努力原理+機翼迎角產(chǎn)生的升力讓飛機飛起來的,二戰(zhàn)的螺旋槳戰(zhàn)斗機起飛速度盡管要求不高,不過就100多千米,甚至有低于100千米的

大黃蜂航母艦載機:F4F

但航母的甲板長度不過200來米,比如二戰(zhàn)著名大黃蜂航母飛行甲板長度為228.6米,而且戰(zhàn)斗機排隊起飛,也就100多米的距離,速度不夠,因此需要迎風+全速前進,再加上飛機發(fā)動機全開后起飛。

大黃蜂號航空母艦

當然現(xiàn)代航母有了彈射器之后還是需要這般魔性操作,在地球人的飛行器還是利用空氣動力之前,盡量迎風起飛是不可避免的事情。

為什么飛行員寧愿逆風?

飛行時就不需要升力了嗎?當然需要,如果逆風,那么即使飛機不前進至少它還能保持升力翱翔在空中,假如遭遇超強逆風的話,估計就麻煩了,比如飛機前進速度200千米/小時,順風100千米/小時,那么在機翼上能產(chǎn)生升力的速度就只有100千米/小時了,估計飛機就會失速墜毀!

不過現(xiàn)代客機時速都在900千米/小時左右,一點順風影響的升力并不大,所以影響相對比較小,但有一個飛行員是最害怕的,就是遭遇風切邊,特別是低空風切邊!

風切變示意圖

其實上圖是風切變的一種,垂直方向上氣流速度劇烈變化,會讓進入氣流的飛行器失去升力而墜毀,水平方向上則會突然升力增加或者減小,如果是微下?lián)舯┝鞯脑?,則會突然抬頭和低頭,無論哪種都非常危險,但尤其是垂直風切邊非常危險,低空遭遇飛行器失事概率很高。

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