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飞机自东向西飞,会比自西向东飞快和节省燃料吗?为什么?
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发布时间:2020-12-06加入收藏来源:互联网点击:
飞机自东向西飞,会比自西向东飞快和节省燃料吗?为什么?
回答于 2019-09-11 08:43:50
回答于 2019-09-11 08:43:50
是的,地球上的飞机从东往西飞,比自西往东飞快,长途可以节省近1/10的时间。
原因就是:高空的喷射气流。
喷射气流除了出现在太平洋上空以外,其地球上北半球其他地方也有,同时,地球自转的关系,原本从东往西旧会比反向来得快一些,只是不如喷射气流这样明显。
在北半球太平洋上空的喷射气流jetstream是最明显的例子,冬天又比夏天更强烈些。
高空喷射气流的速度,每小时能达到300公里,这几乎是给飞机增加了半台到一台发动机了。
同样的情形也发生在大西洋,从纽约往欧洲飞时,喷射气流的西风,会让纽约往伦敦的航班,比伦敦飞纽约快了近1.5小时,也就是省时15%。
地球上有好几道喷射气流,北极圈、北半球中纬度,南半球的南极等。不过,北太平洋、北大西洋的这两股喷射气流是主要航空路线上的,因此,对于繁忙的航线来说,这道喷射气流就成为多数航班都愿意去 蹭 的航线了。
回答于 2019-09-11 08:43:50
飞机自东向西飞,会比自西向东飞快和节省燃料吗?
如果从纯地球自转角度来考虑,无论是朝东飞还是朝西飞,两者这没有任何区别。但因为存在大气环流,不同方向飞的时就会存在顺风和逆风飞行,而且在地球不同纬度时还不一样!但对于飞行员来说,宁愿碰到逆风也不要遭遇强顺风!
不是说地球自转么?为什么朝东和朝西飞都没区别?
相信各位都知道,地球自转方向为自西向东,飞机朝东飞和朝西飞的区别:就像一辆行驶的汽车上往下跳,那么很明显朝行驶方向跳来得更远一些,不信各位可以试试看,所以飞机朝东飞比较省油,不应该是这样吗?
其实以上答案对了一半,从行驶的车上往下跳的时,方向超前明显远很多,因为你起跳时和落下时两个参考系,汽车是运动的,而地面则相对静止,因此这个这个系统中,答案是对的!但飞机为什么不会省油呢?
道理也很简单,各位可以在高铁的走廊里立定跳远试试,是朝前进方向会远一点呢还是反方向会远一点?其实两者是一样的,因为你相对于高铁车厢是静止的,在这个参考系中,你怎么折腾都一样。
所以飞机在地球上飞,就像一个封闭的空间内,无论飞机怎么飞,它都一样的油耗!
为什么在不同的纬度飞,飞机的油耗会不一样?
上文说了地球自转不会对飞机造成影响,但因为地球是一个有着厚厚大气层的行星,自转和太阳的热辐射综合作用下,形成了大气环流,这是地球上非常重要的循环,它不仅带来温度平衡,还重新分配了水汽,不过在不同的维度,这个环流的方向是不一样的。
地球上主要的几个大气环流
上图中总共有六个主要的风带,但其实只有三个,因为南北半球是对称,当然只是示意图,各个风带会因为地形关系,并不会是一条直线,甚至都弯弯曲曲!
极地东风带:主要由来自低纬度的热空气在极地下沉,在地球自转的偏向力影响下向西偏转,形成了极地东风带,这个东风带与低纬度的西风带相遇后,还会形成极地环流,北半球冬季的天气受到极地环流影响非常大。极地涡旋
西风带:形成的原因是低纬度地区的热空气和极地冷空气遭遇,下沉过程中受到地球自转形成的风带,西风带非常强劲,而且西风带也是主要的水汽循环带,因为它会将大海的水汽带向陆地,形成降雨,而南半球因为大陆比较少,西风带风力更为强劲。信风带:赤道地区的热空气上升后向两极扩散,到南北纬30度时热空气转冷开始下沉,此处气压比较高会向赤道回流,同时受到自转科氏力影响形成了北半球吹东北风,南半球吹东南风。六个行星风带,三种类型,所以当飞机在不同的维度飞行时,它遭遇的风向是不一样的,不过大家都知道顺风比较省油,逆风比较费油!而古人早就明白这个道理了,所以他们将信风称之为贸易风,因为可以用个固定时间出现的风来环球航行。
为什么说飞行员宁愿逆风也不要强顺风?
各位应该看过《中途岛》或者《珍珠港》,战斗机在航母上起飞的时候航母会有两个操作:
第一是逆风行驶第二是将航母速度提至最高为什么要这样操作?那是因为现代飞行器都是空气动力学为主,机翼利用的是伯努力原理+机翼迎角产生的升力让飞机飞起来的,二战的螺旋桨战斗机起飞速度尽管要求不高,不过就100多千米,甚至有低于100千米的
大黄蜂航母舰载机:F4F
但航母的甲板长度不过200来米,比如二战著名大黄蜂航母飞行甲板长度为228.6米,而且战斗机排队起飞,也就100多米的距离,速度不够,因此需要迎风+全速前进,再加上飞机发动机全开后起飞。
大黄蜂号航空母舰
当然现代航母有了弹射器之后还是需要这般魔性操作,在地球人的飞行器还是利用空气动力之前,尽量迎风起飞是不可避免的事情。
为什么飞行员宁愿逆风?
飞行时就不需要升力了吗?当然需要,如果逆风,那么即使飞机不前进至少它还能保持升力翱翔在空中,假如遭遇超强逆风的话,估计就麻烦了,比如飞机前进速度200千米/小时,顺风100千米/小时,那么在机翼上能产生升力的速度就只有100千米/小时了,估计飞机就会失速坠毁!
不过现代客机时速都在900千米/小时左右,一点顺风影响的升力并不大,所以影响相对比较小,但有一个飞行员是最害怕的,就是遭遇风切边,特别是低空风切边!
风切变示意图
其实上图是风切变的一种,垂直方向上气流速度剧烈变化,会让进入气流的飞行器失去升力而坠毁,水平方向上则会突然升力增加或者减小,如果是微下击暴流的话,则会突然抬头和低头,无论哪种都非常危险,但尤其是垂直风切边非常危险,低空遭遇飞行器失事概率很高。
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