1700042756
1700042757
1700042758
1700042759
飞行中的科学 [:1700041574]
1700042760
飞行中的科学 穿过飞机航道
1700042761
1700042762
在空中某一时刻，你很有可能会看见其他的飞机。飞机在空中飞行须遵守严格的规则以便与其他飞机保持一定的距离，不过每架飞机都有特定的航线，这让航空交通管制轻松了许多，而你也可以在空中看见其他的飞机了。飞行高度和一些其他条件决定了飞机间需要保持的距离，有些飞机虽然看起来离得不远，不过在上升阶段，它们之间至少要保持300米（约1000英尺）的垂直距离，对于处于巡航高度的飞机来说，它们间的垂直距离至少要有600米（约2000英尺）。
1700042763
1700042764
如果两架飞机间的水平距离能达到3～5英里（约5～8千米）的话，以上的规则就不适用了。在这种距离下，飞机可以在同一水平面上飞行。
1700042765
1700042766
1700042767
1700042768
1700042769
那架飞机离你有多远？
1700042770
1700042771
下一次如果与其他飞机相遇，你可以试试之前说过的估测距离的方法（见第61页）。一般来说，一架飞机的长度在30～70米之间。我们就假定它为50米吧。如果你通过手臂测量法得出，那架不远处的飞机为4个圆珠笔尖那么大——大约是4毫米。250个4毫米就是1米，12500个4毫米就是50米。因此，你与另一架飞机间的距离等于你眼睛到手臂的距离的12500倍。这相当于0．75米的12500倍——差不多是9000米。当然，这只是一个估测的距离——根据30～70米不同的飞机长度，那架飞机将会位于你的5600～13000米之外。
1700042772
1700042773
1700042774
1700042775
1700042776
虽然严格的航道管制能使飞机间保持一定的距离，不过，现代飞机上都配备了防撞机系统来确保航道规则的实行。大部分飞机上都装有飞行警报和防撞机系统（TCAS）。TCAS会向其他也装配了相同系统的飞机发出信号来获得它们的位置。每架飞机都配备了一种叫做发射机应答器的装置，这是一种能发出无线电信号的全自动的信号发射器。因此，当发射器接收到其他飞机的请求时，应答器就自动开始工作，向对方播报自己的位置。这样一来，对方飞机就能知道附近有哪些飞机以及它们的位置了，一旦发现危险，就能第一时间通知飞行员，避免空难。
1700042777
1700042778
1700042779
1700042780
1700042781
飞行中的科学 [:1700041575]
1700042782
飞行中的科学 留在空中的足迹
1700042783
1700042784
不论你是否邂逅另一架飞机——也许自离开机场后的整个航程中你都没有看到其他飞机——你还是有机会知道其实它们曾经打哪儿经过。如果你仰头看看天空，经常能看到一些笔直细长、犹如薄云的东西，它们跨越天穹，好似空中的通道。
1700042785
1700042786
这些是尾迹，是飞机排出的小水珠留下的痕迹。你乘坐的飞机或许就刚经过一条尾迹附近，或是横切着穿过了它，虽然你也不确定那架飞机到底朝哪个方向飞去了（除非你看见了它），但它的行踪已经一览无余了。尾迹会随着时间的推移变得越来越淡，这是视觉上判断飞机飞行方向的最佳线索。尾迹靠近飞机的那头较为浓厚，甚至可以看到好几条由不同的引擎喷射出尾迹，它们将最终交汇在一起。
1700042787
1700042788
尾迹实际上是术语“凝结尾迹”（condensation trail）的缩写，这是美国人的叫法，英国人则称之为“水汽尾迹”（vapour trails）。两种叫法之中，凝结尾迹这个名称更为准确。因为你看不见水蒸气，它们是气态的水，完完全全是透明的。只有尾迹幻化为小水滴或是冰晶时，我们才能发现它们的存在。简单来说，凝结尾迹是一种人为产生的、形态特殊的云带。
1700042789
1700042790
要弄明白尾迹的来历，我们得回过来了解下飞机引擎是怎么工作的。燃烧室内燃烧着航空燃料。暂且不说那些杂质，航空燃料是由碳氢化合物混合而成的。尽管碳氢化合物是大分子物质，不过它们终究只是由两种最基本的元素组成的——氢元素和碳元素（因此被称为碳氢化合物）。当这种碳氢化合物燃烧时，碳原子和氢原子与空气中的氧原子结合在一起。我们所谓的“燃烧”实际上是一种化学反应，是某物质与氧气结合，然后释放出热量的过程。碳原子与氧结合释放出温室气体二氧化碳，而氢原子也参与了进来，它们成双结对地与氧原子守在一起，形成了水（H2O）。
1700042791
1700042792
在燃烧室里的高温下，水蒸发为气态，接着，它们从飞机的尾部被排了出去，与冷空气接触，水蒸气遇冷凝结成小水滴或是冰晶（如果气温足够低的话）。不过凝结尾迹的形成也会受到一些条件的限制。首先，水蒸气遇冷凝结成水珠需要一定的时间，因此，尾迹形成的位置会离开飞机尾部一段距离。其次，尾迹很少出现在10000英尺以下，因为越往高处，气温就越低，而只有在足够的低温环境中，水蒸气才能在消散前迅速地凝结。
1700042793
1700042794
理论上来说，每个引擎都能拖出一条长长的尾迹，如果你离那架飞机足够近的话，你就能看见它们。但是，不久之后它们就会交汇在一起，起先，每个机翼下方会出现两条尾迹，它们会合并成一条（如果这架飞机有四个引擎的话），接着这两条尾迹又会在飞机尾部汇合，形成一条长长的白色云带，就像我们在地面上看到的那样。当飞机处于低空时——远远低于凝结尾迹形成的高度——你会看到机翼顶端出现薄薄的、浅淡的白烟。有时这些白烟会惊吓到机舱内的乘客，因为他们会以为飞机着火了。不过，你所看到的这些既不是着火时产生的烟雾，也不是我们之前说到的凝结尾迹。
1700042795
1700042796
这是机翼翼尖拉出空气漩涡形成的别样的视觉效果，这种螺旋状的气流尾迹是飞机的机翼产生的，这也是为什么飞机在降落过程中需要与其他飞机保持一定距离。这些涡旋状的尾迹和普通的尾迹不同，它们是由飞机机翼边缘的低压区导致周围空气冷凝而形成的。组成这种涡旋状白雾的不是飞机引擎排放的小水珠，而是空气中本身存在的水汽。在低空中，空气湿度较大，水汽也更多。
1700042797
1700042798
1700042799
1700042800
1700042801
飞行中的科学 [:1700041576]
1700042802
飞行中的科学 机舱之外还有生命么
1700042803
1700042804
你也许会认为，机舱外唯一有生命存在的地方就是另一架飞机了，其实，机窗的另一侧，仍有另一些生命悄然存在。有一种生物我们接触的最多，那就是细菌。细菌不仅仅能作为凝结核，聚集起水汽，形成云雨，而且它们非常非常轻，能随气流飘散到几英里之外。人们在城市上空发现了多达1800种不同的细菌，而且，人们发现在20000米的高空中也有细菌存在，这是普通飞机巡航高度的2倍。
1700042805