飛機(jī)在飛行時為何顛簸

蔣士杰

乘坐過飛機(jī)的人都知道，飛機(jī)在飛行過程中經(jīng)常會發(fā)生顛簸。此時飛機(jī)廣播會要求乘客在自己的座位上系好安全帶，空姐也會停止服務(wù)。此時你會明顯地感覺到飛機(jī)在抖動，嚴(yán)重時還會左右搖晃、上下拋擲。飛機(jī)為什么會發(fā)生顛簸呢？

飛機(jī)是比空氣重的飛行器，因此需要消耗自身動力來獲得升力。而升力的來源是飛行中空氣對機(jī)翼的作用。機(jī)翼的上表面是彎曲的，下表面是平坦的，因此在機(jī)翼與空氣相對運(yùn)動時，在同一時間內(nèi)，流過上表面的空氣走過的路程比流過下表面的空氣走過的路程遠(yuǎn)，所以在上表面的空氣的相對速度比下表面的空氣快。根據(jù)伯奴利定理——“流體對周圍的物質(zhì)產(chǎn)生的壓力與流體的相對速度成反比”，因此上表面的空氣施加給機(jī)翼的壓力 F1 小于下表面的 F2 。F1、F2 的合力必然向上，這就產(chǎn)生了升力。

我們計算飛機(jī)飛行狀態(tài)時，通常設(shè)定的是理想狀態(tài)。但實際上，大氣中也有像江河中一樣的“旋渦”，它就像地面道路上的“坑洼”，這種不規(guī)則的空氣運(yùn)動，在氣象學(xué)上被稱為擾動氣流，或亂流。當(dāng)飛機(jī)穿過擾動氣流時，紊亂的氣流會使飛機(jī)的動力結(jié)構(gòu)和力矩平衡受到破壞，就會產(chǎn)生震顫，致使飛行員操縱困難，飛機(jī)儀表不準(zhǔn)等現(xiàn)象，這就是飛機(jī)顛簸。在非致命的飛行事故中，空中顛簸是旅客和乘務(wù)員受傷的最大原因。

這些亂流的范圍有大有小，方向和速度也各不相同。當(dāng)飛機(jī)進(jìn)入與機(jī)體尺度相近的亂流渦旋時，飛機(jī)的各部位就會受到不同方向和速度的氣流影響，原有的空氣動力和力矩的平衡被破壞，從而產(chǎn)生不規(guī)則的運(yùn)動。飛機(jī)由一個渦旋進(jìn)入另一個渦旋，就會引起振動。當(dāng)飛機(jī)的自然振動周期與亂流脈動周期相當(dāng)時，飛機(jī)顛簸就會變得十分強(qiáng)烈。經(jīng)常乘坐飛機(jī)的人都知道，飛機(jī)進(jìn)入云層后會有顛簸產(chǎn)生，特別是在積雨云區(qū)、強(qiáng)降水區(qū)中顛簸尤為強(qiáng)烈。

即使在晴空萬里的藍(lán)天中，也可能會出現(xiàn)強(qiáng)烈的擾動氣流，就像平靜的海面下藏有暗流一樣，使飛機(jī)產(chǎn)生強(qiáng)烈的顛簸。這種顛簸稱為“晴空顛簸”，它一般產(chǎn)生在7000米以上的高空中。民航短航線的飛機(jī)一般在6000米至9600米高度層飛行，正是處于這種顛簸氣流當(dāng)中。

從飛機(jī)的顛簸強(qiáng)度上，可以將顛簸分成輕度顛簸、中度顛簸、重度顛簸三個等級。輕度顛簸時，坐在座位上的人可能感覺到安全帶輕微受力，未固定的物體可能被稍微移動，但行走幾乎沒有困難，也不影響客艙服務(wù)。中度顛簸時，在座位上的人能感到安全帶的受力，桌子上的飲料會從杯中濺出來，客艙服務(wù)受到影響，人員在客艙內(nèi)走動有些困難，未固定的物體被移動。發(fā)生重度顛簸時，飛機(jī)會左右搖擺，飛機(jī)會劇烈晃動，甚至?xí)焖俚叵侣洌丝陀忻黠@的失重感，可能會惡心、頭暈，此時空乘人員也將無法進(jìn)行客艙服務(wù)。

那乘坐飛機(jī)時，在座位選擇上是不是和車子一樣，有哪些位置會相對比較顛簸呢？一般的民用飛機(jī)，例如波音737，機(jī)型不大，中間的位置和靠窗的位置距離只有幾米，加上飛機(jī)本身有一定的硬度和強(qiáng)度，兩邊的位置與過道位置顛簸的差異很可能只有幾毫米、不到一厘米，人體一般感覺不到有明顯的差別。相比較而言，機(jī)艙的前部最穩(wěn)，后面則較為顛簸，即越往后顛簸的幅度越大，因此坐后面比較容易暈機(jī)。

綜合考慮，座位越靠前，飛機(jī)的顛簸、噪音就越小，靠后則顛簸大一些，但中間的位置靠近發(fā)動機(jī)，噪音也會大一些。所以，如果你喜歡安靜、平穩(wěn)、空間大，又不介意看不到窗外的風(fēng)景，那么選擇第一排靠過道的位置是最舒適的。