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第9章 科学漫步(8)

人类从此有了一对矫健的“翅膀”,可以像飞鸟一样穿云破雾,腾空万里了,这是多么令人欣喜的呀?也许正是这个原因,早期的飞机大多以飞鸟命名。如“海鸥”式、“隼”式滑翔机,第一次世界大战中的“信天翁”式战斗机等。莱特兄弟在1905年也曾制造过一架“飞鸟3型”动力飞机。但是,你是否想过人类的飞行与鸟类的飞行的区别呢一位航空学者给了我们一个回答:“人类靠智慧之力飞行,而不是靠筋骨之力飞行。”

飞机的型号是怎样确定的?

每个国家都对自己研制和使用的飞机有专门的名字和代号,对于我们普通人来说,根本就不明白飞机代号的意思。其实,这里面是有规律可循的。

目前,最典型的飞机型号编制方式是根据不同用途,以英文字母作为机种的代号,用数码表示设计的先后顺序。如果飞机执行的任务发生了变化,或在原来的基础上进行改进,则分别在机种字母的前面或数码的后面加新的字母,以示区别。例如:A——攻击机,B——轰炸机,C——运输机,E——电子战斗机,F——战斗机,H——直升机,K——空中加油机等等,在一般情况下,飞机编号是由3个代号组成的,如F—16C,表示这种战斗机是第三次改进型,C—130E,表示这种运输机是第五次改进型。由于任务的变更,还会出现由4个代号组成的飞机编号。如AV—8B,表示这种垂直起降机是用于执行攻击任务的,而且是第二次改进型——了解了飞机编号的这些基本原则,恐怕你就不会再对飞机感到陌生了吧。

客机上为什么没有降落伞?

乘坐民航客机的时候,你也许会发现,飞机上没有配备降落伞。大家都知道,降落伞能够挽救人的生命,但客机上无论乘客还是机组人员,都没有降落伞,这是为什么呢?

原来,跳伞虽然是很好的逃生手段,但却是需要经过严格的训练的。如果客机为乘客准备降落伞,那么稍有机械故障,哪怕只是机身晃动,就会有些不明真相的乘客要求跳伞,这势必造成其他乘客的慌乱而随之匆匆跳伞。对于没有经过训练的人来说,跳伞是很危险的。在不明飞行高度、速度,也搞不清下方地形的情况下匆忙跳伞,大量的伤亡是在所难免的。其实飞机的小晃动或机械故障很可能是正常或可以排除的,这样一跳伞反而可能自乱阵脚,造成不必要的伤亡事故。

除此之外,为了使乘客感觉更舒适,飞机上保持了与地面相同的大气压,这样机内的气压就要大于机外高空的大气压。因此,在空中客舱的门是根本打不开的,乘客也无法跳伞。

飞机失事后为什么要寻找“黑匣子”?

黑匣子也叫自动记录器,它能自动记录飞机失事前30分钟内的飞行高度、速度、航向、俯仰姿态、机内对话和时间等数据资料,可为飞行事故的分析提供重要的、有时甚至是唯一的依据。它包括两种记录器,一是话音记录器,一是飞行数字记录器。它一般安装在不易被摔坏,不易被火烧的飞机尾部。它能承受100倍于本身重量的载荷冲击和1吨的断裂载荷,能经受任何液体和海水、淡水侵泡一个月以上而不受影响。

为什么飞机怕鸟撞?

飞机身体虽然庞大,却怕小鸟,这是用鲜血换回的结论。在空中,鸟与大型喷气机相撞,会使飞机失速坠落。轻型飞机和直升机遭鸟撞击后,飞行员常被穿透挡风玻璃的鸟体击伤或击死。鸟撞飞机的危害就在于它的巨大冲击力。一只900克重的鸟与相对速度为每小时185千米的飞机相撞时,其冲击力有1190千克;飞机时速为926千米时,鸟的冲击力则达2.975万千克……其破坏力是不难想象的。为了避免出现鸟与飞机相撞的事件,各国采取许多措施,如放音响、在机身上涂凶猛动物的图案、消除机场周围的鸟群栖息地等。

为什么飞机翅膀越来越短?

飞机的机翼(yì)是用来产生升力的,机翼越大,升力就越大。在飞行速度比较低的时候,为产生足够的升力,就要把机翼做得长一些,甚至一个机翼不够用,两个、三个。随着航空发动机的逐步改进,飞机速度有了很大的提高,因此不需要很大的机翼面积就能产生足够的升力,反而要考虑如何减少或减小机翼来减轻飞机的重量和阻力,以保证飞行的速度。所以现代的飞机差不多都已经改成了单翼飞机,而且飞行速度越高,机翼越短。

飞机在天空中会相撞吗?

地面行车有公路,海上行船有航道,而飞机在空中飞行也有航线。空中的航线有一定的高度、宽度和方向,每架飞机都应按照指定的方向、高度和航线飞行。

但是,飞行员在空中驾驶时,万一有另一架飞机突然进入飞行员视力范围时,两机之间的距离通常已小于900米。而飞行员从发现飞机到采取措施操纵飞机避让,大约需要205秒才能完成,由于飞行的速度极快,若两机速度之和达到500米/秒(1800千米/时),双方飞行员要驾驶飞机避让,几乎是不可能的了。为了防止撞机事故的发生,世界各国除了改革空中交通管理体制外,还在飞机上安装了飞机航路自动报警和防撞系统。

只有直升机才能垂直起降吗?

在庞大的喷气式飞机家族中,有一类似“鹞(yào)”式战斗机为代表的垂直/短距起降飞机,却能几乎不需要跑道就能起飞、降落。

“鹞”式飞机的发动机很特别,它有4个喷气口分设在机身两侧,它们可以灵活地转动:当飞机将要起飞时,操纵喷口垂直转向地面,喷口向地面喷出高速气流,利用反冲作用将飞机垂直托起到空中;着陆时,喷口仍垂直向地面,随着喷气量的减小,飞机就缓缓地垂直降落到地面上了。在空中,只要调整喷气口转向后方,产生的喷气推力使飞机高速向前飞行。控制气流的大小,还可以控制飞行的速度。

飞机为什么要逆风起降?

在现实生活中,无论是起飞的时候,还是降落的时候,飞机都要逆着风向,你知道这是为什么吗?

飞机之所以选择逆风起飞和降落,是因为飞机通过机翼获得的升力的大小取决于飞机与空气的相对速度,而不取决于飞机与地面的相对速度。飞机顺风起飞时,与空气的相对速度等于飞机滑跑速度减去风速,由于相对空气运动速度小,获得升力也就小,滑跑距离自然要比无风时长;而顺风着陆时,同样因为相对空气运动速度小,飞机必须克服风速影响,这不仅会使飞机着陆滑跑距离增加,而且给飞机准确着陆带来困难,极易造成超过规定地点接地,使飞机发生冲出跑道事故。

而逆风起降时,飞机以小于无风条件下的滑跑速度,便可获得足够的起降升力,既可以缩短起飞滑跑距离,又可以减少着陆冲出跑道的事故。

为什么隐形飞机能隐形?

隐形飞机是一种运用隐形技术设计制成的军用飞机。不过,隐形飞机并不是指飞机在肉眼视距范围内不能被看见,而是相对于雷达而言的。雷达发射的电磁波束照射到飞机表面时,它产生的反射波沿照射方向返回而被雷达接收,并在荧光屏上显示出一个亮点来。飞机的雷达散身截面越小,雷达“捕捉”到它的机率也越小。隐形飞机的雷达散射截面仅为其他飞机的0.01%~0.1%。

水上机场对水域有什么要求?

水上飞机可以平稳自如地在海上起飞降落,但这并不意味着任何水域都可以作为水上机场,因为水上机场有其特殊的要求。

水上机场必须有一条理想的水面跑道供飞机起飞和降落。由于水上飞机滑跑距离比陆上飞机要长,受海浪和侧风影响较大,所以这条柔软跑道的长度和宽度也相对加大,至少有几千米长,几百米宽。同时,为了保证机体在水中滑行的安全,不仅要避开暗礁和浅滩,而且也要考虑到海水涨落对水深的影响,以及风速、浪高对飞机的影响。机场通常选择在风平浪静、水较深、没有暗礁、海水涨落不大的海湾。此外,还要在选定的水域设置各种浮标,用以表示飞行水区的轴线、边界和端界等。飞行员通过这些标志的指示,就可以完成飞机的起降。当然,仅有水上跑道还是不够的,为了便于水上飞机制调度和上岸,机场还要配备许多牵引艇和一条专门用于飞机上、下岸的水滑道,以及指挥塔等设施。

科海点滴

利用微波炉技术在空气中传输电力

科学家和工程师研究出如何利用微波炉中采用的工艺在空气中传输电力,将来这也许能取消输电线路或地下电缆。无线传输电力已在实验装置中成功实现,现正在进行完全符合标准方案的建造,准备向印度洋法属留尼汪岛上的一个边缘乡村供电,该乡村将成为世界上第一个利用微波技术供电的乡村。

能感知外在物体压力的人造电子皮肤

日本东京大学研究小组开发出表面密布传感器的人造电子皮肤,能感知外在物体的压力。这一成果可以使将来机器人的皮肤像人的皮肤一样有感觉。

研究人员首先将一层有伸缩性的材料覆盖到机器人的表面。这种特殊材料是用一种名为“并五苯”的低分子有机物压制而成的薄膜。在薄膜上每隔2至3毫米就装有一个压力传感器。

不需要驾驶员的大客车

日本松下公司正在筹备2005世界博览会,届时将有一种新型交通工具在日本行驶,参观者将乘坐一种“无人驾驶”的未来型大客车,新型大客车拥有一系列优点,它具有很小的转弯半径,能在更陡的斜坡上爬高。在举办博览会的185天期间,松下公司的这种神奇大客车将在东京至爱知县约250千米的路线上运送近3万名参观者。

能从葡萄中获取电能的生物电池

生物电池能聚集葡萄新陈代谢的能量,同时不会产生有毒的副产品。由美国得克萨斯大学亚当·海勒博士研制的生物电池能提供功率仅为2.4微瓦的电流,这说明要点燃一个小灯泡需要100万株葡萄,然而这足以启动一块微芯片、微型传感器或微型发送器正常工作。生物电池由两根长约1厘米的碳极(每根碳极比人的头发丝还细)组成,两根碳极彼此相距几毫米。

无线电子麻醉绷带

美国科学家发明一种止痛新方法,它不需使用药物,而只需要利用体能的电子脉冲。取名为CT1的仪器已获得美国食品和药品管理局颁发的技术合格证,CT1是一种无线控制的绷带,绷带系在患者感到疼痛的部位。试验结果表明,使用CT1不会引起任何副作用,并能成功取代麻醉剂。

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