交通工具是現(xiàn)代人的生活中不可缺少的一個部分，而隨著時代的變化和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，我們周圍的交通工具也越來越多，給每一個人的生活都帶來了很大的方便。比如，陸地上的汽車，海洋里的輪船，天空中的飛機(jī)，大大縮短了人們交往的距離。尤其是飛機(jī)，每次當(dāng)我們出門旅游的時候，飛機(jī)成為大部分人的選擇。那么，飛機(jī)是怎么轉(zhuǎn)彎的、窗戶為什么那么小、為什么要系安全帶……關(guān)于民用航空飛機(jī)，你的了解又有多少呢？?

　　說起飛機(jī)，首先我們要知道，它是20世紀(jì)初最重大的發(fā)明之一。然而，在早些時候人們還沒有“交通工具”這一代名詞。那時，人們主要是靠步行來相互走訪聯(lián)系的。后來，在人們的智力水平有了顯著提高后，才有了馬車等畜力交通工具，也算是交通工具史的一個“巨大”的飛躍了。它也相對地促進(jìn)了部落間、朝野間的交流，形成小范圍內(nèi)的良性循環(huán)。之后不久，水上的交通工具也逐漸成型。然后，飛機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，成為現(xiàn)代社會交通工具的主流。?

　　那么，關(guān)于對飛機(jī)的一些疑問，今天的節(jié)目將一一為你解答。?

　　第一，飛機(jī)是怎么轉(zhuǎn)彎的。?

　　我們知道，汽車在地面有四個輪子，它主要是依靠駕駛員操縱方向盤從而改變車輪的角度來駕駛汽車。而飛機(jī)在空中不和地面或海面接觸，飛行員是如何駕駛飛機(jī)按照預(yù)定軌跡飛行的呢？事實(shí)上，飛機(jī)不但有機(jī)翼，而且機(jī)身后部通常有一對“水平尾翼”和一個“垂直尾翼”?！八轿惨怼笨梢詫︼w機(jī)產(chǎn)生縱向安定和俯仰操縱的作用；“垂直尾翼”可以對飛機(jī)產(chǎn)生航向平衡、穩(wěn)定和操縱作用；“機(jī)翼”可以對飛機(jī)產(chǎn)生橫向自動穩(wěn)定作用。這三種作用，在飛機(jī)受氣流擾動不太大的情況下，能夠自動保持飛機(jī)的縱向、航向和橫向姿態(tài)的穩(wěn)定。?

　　要注意的是，如果要駕駛飛機(jī)改變飛行的軌跡，就不能只依靠機(jī)翼和尾翼安定面的作用了。在大家乘坐飛機(jī)或者參觀飛機(jī)時，如果仔細(xì)觀察過飛機(jī)構(gòu)造，你會發(fā)現(xiàn)機(jī)翼后緣兩側(cè)有一對可轉(zhuǎn)動的“副翼”，水平尾翼后緣有一對可轉(zhuǎn)動的“升降舵”，而垂直尾翼后緣有一個可轉(zhuǎn)動的“方向舵”。當(dāng)飛行員操縱這些“舵面”時，在相對氣流的作用下，飛機(jī)就可以分別作改變橫向、縱向和航向的運(yùn)動，從而可以駕駛飛機(jī)按預(yù)定航線作升降、轉(zhuǎn)彎等運(yùn)動。?

　　總之，飛機(jī)在推力產(chǎn)生的相對氣流中，是通過自身的各種“舵面”產(chǎn)生的相對力矩，來駕駛飛機(jī)運(yùn)動的。?

　　第二，為什么不把飛機(jī)的窗戶做的更大一些？?

　　要知道，飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是交通工具中最嚴(yán)格的設(shè)計(jì)要求，重量不但要輕而且強(qiáng)度還要好。飛機(jī)結(jié)構(gòu)上每一個“框”、“梁”、“肋”、“桁條”和蒙皮都要進(jìn)行精心的優(yōu)化設(shè)計(jì)，在保證足夠的強(qiáng)度和剛度情況下，要盡可能輕，這樣才能保證承擔(dān)一定的重量。而飛機(jī)機(jī)身艙壁上的任何開口度對結(jié)構(gòu)整體強(qiáng)度都是不利的，每一個開口的邊緣必須要做強(qiáng)度補(bǔ)充結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，才能保證機(jī)身受力的合理傳遞。窗口越多、越大，對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度越不利。所以飛機(jī)的窗口不能開大。?

　　雖然看起來只是小小的窗口，其實(shí)它的窗口邊緣增強(qiáng)設(shè)計(jì)和透明材料的選擇都是要經(jīng)過大量強(qiáng)度試驗(yàn)的。而窗口透明板通常要設(shè)計(jì)成兩層，來減少艙內(nèi)外溫度的傳導(dǎo)。?

　　第三，現(xiàn)在科技這么發(fā)達(dá)，為什么飛機(jī)飛行時還怕大霧天氣，而且為什么天氣晴好飛機(jī)也會產(chǎn)生顛簸呢？?

　　其實(shí)，現(xiàn)代飛機(jī)都設(shè)計(jì)有優(yōu)良的自穩(wěn)定控制系統(tǒng)，來減少飛機(jī)在飛行中遭遇干擾氣流的震蕩。然而，當(dāng)遇到大霧天氣時，云霧流團(tuán)干擾了飛機(jī)正常飛行的相對穩(wěn)定氣流，改變了飛機(jī)的穩(wěn)定狀態(tài)，因而會有波動。但是，飛機(jī)一旦穿過云層后，就會很快恢復(fù)穩(wěn)定。?

　　當(dāng)然了，大氣中除了云霧，還有變化不定、人眼看不見的“湍流”和“突風(fēng)”。這些湍流、突風(fēng)從任意方向流過來，通常是“振蕩”的狀態(tài)，以至于引起飛機(jī)的升力、阻力和力矩變化，從而導(dǎo)致飛機(jī)顛簸，尤其在從云層上部下降到云層過渡區(qū)域時振蕩比較明顯。有時離地面很近的“風(fēng)切變”，也會影響飛機(jī)的穩(wěn)定性。?

　　第四，民航飛機(jī)上為什么不配備降落傘？?

　　軍用飛機(jī)的救生設(shè)備，不僅有降落傘，還必須要有復(fù)雜的彈射裝置。戰(zhàn)斗機(jī)駕駛員在緊急情況下，可以啟動救生裝備，彈射火箭或其他彈射裝置，將駕駛員連同座椅和降落傘一同彈出飛機(jī)艙外一定高度，然后打開降落傘，保證駕駛員安全著陸。這種救生裝置要比一個人的重量還要重得多。?

　　這里需要我們清楚一個事實(shí)，載有100多位旅客的民航飛機(jī)要為每位旅客安裝這樣復(fù)雜的降落傘彈射救生裝置，基本上是不可能的。因?yàn)樵黾舆@么多重量，飛機(jī)很難飛起來。而且戰(zhàn)斗機(jī)駕駛員彈射時，還要沖破駕駛艙蓋，這一點(diǎn)對于民航飛機(jī)也是很難實(shí)現(xiàn)的。?

　　當(dāng)然，也有工程師設(shè)計(jì)過整體客艙在緊急時打開，再用大型降落傘拉出旅客艙的方案。但是，這種飛機(jī)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)太復(fù)雜，有效承載的旅客數(shù)也將大大減少，尤其是大型降落傘能否有效展開，以及旅客座艙能否脫離飛機(jī)，都還是個未知數(shù)。目前還沒有飛機(jī)工廠愿意研制生產(chǎn)這種飛機(jī)，也沒有航空公司能夠經(jīng)營得起這種飛機(jī)。因此，目前大型客機(jī)基本上不可能用降落傘。不過，單座或少座的小飛機(jī)，使用降落傘救生倒是有可能的。?

　　第五，為什么在客機(jī)上“系好安全帶很重要”呢？?

　　不少旅客對“系好安全帶”這種要求不以為然，總以為飛機(jī)飛行時比汽車、火車還穩(wěn)定，不一定必須系上安全帶。?

　　首先我們要意識到飛機(jī)的速度比汽車、火車快得多。汽車乘員因?yàn)闆]有系安全帶，造成傷亡事故已屢見不鮮。而民航飛機(jī)的速度通常是汽車的八倍以上，一旦遇到緊急情況，巨大的慣性作用要比乘車危險(xiǎn)大得多。尤其是飛機(jī)起飛和著陸階段，乘務(wù)員強(qiáng)調(diào)要大家系好安全帶。這是因?yàn)?，飛機(jī)起飛和著陸階段所受空氣動力作用變化大，因此旅客處于運(yùn)動中飛機(jī)的慣性力變化也大。尤其是遭遇低空風(fēng)切變或者駕駛員遇到特殊情況緊急操作等，都會引起飛機(jī)的顛簸、震蕩或傾斜，導(dǎo)致乘客因碰撞而受傷或造成其他意外事故。?

　　不僅如此，飛機(jī)從無云的高空下降到云層附近時，也要系好安全帶。相信常坐飛機(jī)的旅客都遇到過，當(dāng)飛機(jī)在穿越云層受到擾動氣流的作用時，會有較強(qiáng)烈的振動。所以，國內(nèi)外民航乘客因?yàn)闆]有系好安全帶被拋向機(jī)艙的空間，撞到天花板上，摔傷或撞傷的事故已發(fā)生過多次。而那些系好安全帶的乘客就安全無事。?

　　當(dāng)然，為了減少航行中發(fā)生突如其來的變故時受到的傷害，乘客最好全程都系好安全帶。?

　　第六，飛機(jī)為什么不能隨意打開艙門呢？?

　　要知道，大氣環(huán)境是隨著高度而變化的，比如在8000米高空上，大氣的溫度達(dá)到零下50多度。如果旅客在高空暴露在自然環(huán)境中，那其實(shí)是非常危險(xiǎn)的。假如飛機(jī)在飛行過程中，由于種種原因突然泄壓，使乘員暴露在實(shí)際環(huán)境中，這將導(dǎo)致乘員產(chǎn)生生理障礙，甚至死亡，這主要表現(xiàn)在以下兩個方面，我們一起來聽聽看：?

　　第一個方面是因?yàn)楦呖杖毖鯐谷藱C(jī)體的代償性活動不足以保證大腦皮層的最低氧需要量，會讓人迅速出現(xiàn)意識喪失或者突然虛脫。?

　　第二個方面是低壓效應(yīng)對人體也有危害。這種危害的程度取決于低壓程度與減壓速度，當(dāng)高空減壓過快時，會發(fā)生高空胃腸氣脹。溶解在體內(nèi)的氣體在高度上升時因過于飽和而游離出來，形成氣泡群所導(dǎo)致的高空減壓障礙和循環(huán)障礙。除此之外，空中艙門打開，還可能將乘員吸離艙外。?

　　總的來說，現(xiàn)代飛機(jī)為了給我們提供良好的大氣環(huán)境，設(shè)計(jì)了一整套艙內(nèi)環(huán)境供氣、供氧和環(huán)境調(diào)節(jié)控制的裝備，讓我們在艙內(nèi)能夠感受到與地面一樣的大氣壓、氧氣和舒適的溫度。?

　　好的，今天的非?？茖W(xué)到這里就要告一段落了。如果您想要了解更多的科普信息，可以搜索微信公眾號“feichangkexue”來關(guān)注我們，或者通過新浪官方微博“經(jīng)濟(jì)之聲非?？茖W(xué)”與我們節(jié)目組進(jìn)行互動。主持人亞楠代表編輯制作感謝大家的收聽，并誠邀您明天同一時間繼續(xù)與我們相約《非?？茖W(xué)》。?



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