飛機發(fā)動機也會“尿尿”嗎

寒木釣萌

不知道你有沒有注意過這樣一種神秘現(xiàn)象，當(dāng)一些飛機靜止在跑道上，或者緩慢地行駛在跑道上時，發(fā)動機前有時會產(chǎn)生一道類似龍卷風(fēng)的神秘氣流。一直以來，這些神秘氣流形成的原因，都被藏匿于寫滿無數(shù)公式的論文中，所以很多人雖然對這種現(xiàn)象嘖嘖稱奇，但對其背后的原因卻不是很了解。有人開玩笑說，這是發(fā)動機在“尿尿”；還有人沒有認(rèn)真思考，就拍腦袋說這是飛機在放油。

這些神秘氣流究竟是怎么形成的呢？它們對飛機是否有危害，又如何避免呢？

神秘氣流的成因

托互聯(lián)網(wǎng)的福，我們才有機會看到這種神秘現(xiàn)象。然而，一個驚人的事實是，國外對發(fā)動機前產(chǎn)生的這種神秘氣流的研究，已經(jīng)有超過60年的歷史了！

實際上，這種現(xiàn)象叫“地面渦流”，簡稱地面渦。既然是一種渦流，這就好理解了，龍卷風(fēng)就是一種渦流，而地面渦的形狀跟龍卷風(fēng)也很相似，像一條小白龍。

當(dāng)發(fā)動機的進(jìn)氣口吸氣時，空氣從四面八方進(jìn)入進(jìn)氣口。由于發(fā)動機貼近地面，使得貼地氣流的流動受到限制，此時，如果有側(cè)風(fēng)吹過，上升氣流開始扭動，繼而快速旋轉(zhuǎn)，于是渦流就形成了。

要形象地體會地面渦的形成過程，我們可以這樣想象，也許不是很恰當(dāng)，但有助于大家的理解。想象一下，發(fā)動機高速轉(zhuǎn)動時，周圍大量的空氣被吸走，導(dǎo)致發(fā)動機周圍（包括地面）氣壓很低，因此，遠(yuǎn)處的空氣得趕緊“跑”過去填這個“坑”；在“跑”過去的過程中，空氣的“步伐”越來越快，當(dāng)它“跑”到發(fā)動機口下方時，因為慣性，它依然保持向前沖的趨勢，但是上方發(fā)動機的進(jìn)氣口產(chǎn)生強大吸力，及時拉住了它，它沒辦法，只好扭轉(zhuǎn)“身體”，并向上走，扭轉(zhuǎn)著，扭轉(zhuǎn)著，渦流就形成了。

神秘氣流為何不常見到？

有的人也許乘機無數(shù)，卻從未看到過這種神秘氣流。不過，不要因此就懷疑他如此“不幸”，所乘坐的客機都沒有地面渦形成。其實，在晴朗干燥的大氣條件下，地面渦也會產(chǎn)生，只是我們看不見而已。只有在大氣濕度很高，或者地面潮濕時，我們才能輕而易舉地發(fā)現(xiàn)地面渦的身影。因此，下雨后去乘機時，你可以仔細(xì)觀察一下。

根據(jù)流體力學(xué)中的伯努利定律，在等高流動時，流體速度越快，氣壓就越低。而氣壓越低，溫度就越低，所以地面渦產(chǎn)生時，渦流的中心由于低氣溫，水蒸氣發(fā)生凝結(jié)，變成了白色的霧氣，我們才能看到它。

地面渦對發(fā)動機有危害嗎？

對于發(fā)動機產(chǎn)生的地面渦，10個人里面估計有9個人樂見其成，因為它太神奇了。然而，對于飛機制造商來說，這看上去很美的現(xiàn)象，卻是需要極力避免的。

現(xiàn)在的客機，為了增加載客量，翅膀越做越大，越做越長。這樣做的后果是，在飛行時，飛機長長的機翼很容易向上彎曲，這會造成升力的下降，并帶來一些安全隱患。

所以，為了讓機翼減少彎曲，一個妙招兒就是：把笨重的發(fā)動機吊在機翼上。這種辦法不僅能減少機翼彎曲，還有一個益處，就是使發(fā)動機遠(yuǎn)離機身，乘客聽到的噪聲會大為減少。另外，吊在機翼上的發(fā)動機，離地面更低了，這樣也便于維護(hù)（你可以腦補一下，每次維護(hù)發(fā)動機都需要爬梯子的窘境）。

然而，凡事有利也有弊，由于發(fā)動機的這種安置位置離地面更近，導(dǎo)致它更容易產(chǎn)生地面渦。地面渦就像龍卷風(fēng)一樣，會產(chǎn)生強大的吸力，如果地面有一顆小螺絲釘或者一枚硬幣，那么這將是發(fā)動機的“噩夢”。就算地面沒有雜物，只是吸入過多水汽或地面沙塵，對發(fā)動機的磨損也很厲害。

怎么避免地面渦？

為了避免地面渦的產(chǎn)生，飛機制造商也沒少費心思。

一是把發(fā)動機盡量抬高一些，然而這方法雖然管用，但不是每次都管用。比如右圖中，這個發(fā)動機其實已經(jīng)很高了，但依然會產(chǎn)生地面渦。

二是把發(fā)動機的部分氣流引出來，吹向產(chǎn)生地面渦附近的地面。經(jīng)試驗表明，此方法簡單易行，效果顯著。只是，此方法增加了發(fā)動機的成本，也減弱了發(fā)動機的效率，終究不是完美的解決方案。

雖然防止地面渦帶來的危害還有別的辦法，但有一個大家最容易理解并且大都想得到的簡易辦法，那就是多請幾個清潔工，把飛機跑道打掃得干凈一些，再干凈一些。畢竟，渦流本身不會對發(fā)動機有損害，帶來損害的是渦流中夾雜的那些被吸取的異物。