怎样让学生尽快适应高中物理学习,物理核心素

2019-12-28 作者:开元棋牌资讯   |   浏览(55)

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“老人往南航飞机发动机里撒硬币祈福导致飞机延误”的离奇事件,以“警方不予追究”,和“某些机场在远机位登机时额外派人把守发动机”这样更离奇的结局收尾了。

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今天,南航将退役它的最后一架波音757客机。

在这起事件引发的广泛讨论中,有一种声音非常有趣——既然发动机这么“脆弱”,何不在进气口上罩个纱网呢?这样硬币、砂石、飞鸟或者人体就都不会被钻到发动机里作乱了。就像电风扇外面的保护罩一样。这么简单直接的思路,怎么可能没人干呢?

图片 3原点之前

老飞机的“口罩”

图片 4飞机加盖,得不偿失

这张照片之所以珍贵,是因为这是我唯一找到的证明Me-262用过进气口保护罩的实证。不管是留下来的文物还是其他的照片上,都看不到这个装置。这也许说明口罩的实验结果并不理想。不理想的原因可能有以下几个:

它很尴尬。能被它拦住的细小杂物对发动机很难产生毁灭性的破坏,而那些致命的大动能外物,不管是因为速度快还是质量大,一层口罩显然是拦不住的。反而撞烂了的保护罩本身就成了致命的碎片。

做个结实耐操的?理论上可行,但是带来的额外重量和对进气的阻挡,又会让飞机的性能显著下降。

喷气式飞机经常飞行的区域经常会造成机体结冰,不但会增加飞机的死重,还会严重破坏飞机的气动外形,被气流吹落的碎冰块还可能会撞坏飞机。进气道保护罩这样的结构是最容易产生积冰了,堵住进气道不说,碎冰被吸进发动机……防止结冰或者除冰的方法不是没有,又要增加额外的复杂性,重量、成本、可靠性……

说白了就是不合算,跑道上的杂物可以派人及时清扫。鸟撞虽然不罕见,但是一次撞坏所有发动机的严重空难,航空史上屈指可数。提高发动机的可靠性,保证飞机一个发动机损坏的情况下还能安全飞行,这些举措更有意义。毕竟发动机损坏也不只有吸入异物这一种可能。

波音历史的头十几年,在世界航空工业体系里,是缺乏存在感的。直到,公司成立的第19年,一款改变波音命运的飞机诞生了,这就是1935年首飞的b-17重型轰炸机。当然,跟很多早期航空企业一样,真正改变命运的其实是战争。在第二次世界大战中,一万多架b-17成了欧洲战事走向的决定性力量。得益于b-17的成功,波音继而推出了b-29重型轰炸机,最终投下原子弹并彻底结束二战的正是这种飞机。

常年看守机场的倒霉战斗机

现在确实有一类飞行器的涡轮发动机外面罩着口罩,这就是直升机。下图是美国西科斯基CH-47支奴干重型运输直升机后机身的特写,可以看到莱康明T55涡轮轴发动机的进气口上罩着圆锥形的金属网。

图片 5大难不死的美国大兵

二战以后,喷气式飞机发展的速度比音速还快。喷气式发动机的推力越来越大。当今在役最先进的发动机,是装配在美国F-35战斗机上的普惠的F-135涡轮风扇发动机,它的个头比Jumo-004大一点,重量是老祖先的两倍多一点,而最大推力一台顶二十台,达到了182千牛顿,换成更直观的单位,那差不多是19吨力。推力惊人意味着吸力也超群,F-135的空气流量差不多每秒200千克。

凑近这样的大吸力“油烟机”是什么感觉?放心,今天我不会给大家看西红柿鸡蛋汤。

1991年2月20日,“沙漠风暴”结束前一周,美军罗斯福号核动力航母正在海湾游弋,各种军机昼夜不停的起降。这天夜间,一架格鲁曼A-6“入侵者”攻击机滑上起飞线,准备弹射入夜空,把成吨的炸弹扔到伊拉克人头上。这种外形很像长了翅膀的蝌蚪的重型飞机,装配了两台普惠的J-52涡喷发动机,每台的最大空气流量大约每秒80千克。这架A-6被挂上了航母的飞机弹射器,飞行员把油门推到最大,就准备上天了。这时,20岁的大兵JD Bridges鬼使神差,觉得要再检查一下弹射器挂钩是不是跟飞机的前起落架连接好了,于是猫着腰钻了过来。

剩下的你都看见了,B哥变成了马克夏加尔名画《生日》的男主角,可惜他要亲吻的是死神。火光一闪,甲板上的其他大兵肯定闪念了,完了完了,要刷甲板了。

图片 6客机另有出路

说了这么多跟大家生活没啥关系的军用飞机,再回过头来说民机。听起来民机似乎没有军机那么“有劲儿”,但是发动机的吸力可不是这么回事。喷气式发动机都是把一定量的气体加速到某个速度“扔出去”的装置,无非就是动量守恒。要让动量大,要么提高喷气的速度,要么增大喷气的质量。战斗机的需求更多是高速,所以喷气速度就要大一些,而且要适当减少发动机的直径,这样还能减少一些阻力。

而民航发动机对经济性非常敏感,要大推力,还省油,就需要适当降低喷气速度,而增加喷气质量。所以民用飞机发动机是越来越粗。

民用大飞机发动机的空气流量非常惊人。比如撒币事件的主角,CFM56-5B发动机,最大的空气流量可达每秒300千克。大家可能对空气的密度没什么直观的认识,这么说吧,如果你坐在一架空客A320客机里,飞机只需启动一台发动机,就可以在不到一秒的时间里把整个机舱抽成真空。而像波音777装配的通用电气GE-90这样的,直径3米多的超级航空发动机,最大的空气流量更是高达每秒一吨多。

下次坐飞机如果在经济舱前排靠窗的位置,不妨留意一下发动机侧面画的警示标志。

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在二战还在进行的时候,航空人敏锐的认识到,改变航空工业格局的发明其实已经诞生很久了,这就是英国人惠特尔早1929年提出的喷气发动机。轰炸机专业户波音当然不会落后,1947年底,B-47上天。这是一款经常被航空爱好者忽略的飞机。它没赶上二战,到越战的时候已经被后辈,同是波音产品的b-52取代。作为一款战机,没有机会上战场是遗憾的。

图片 8军民融合典范

彼时,喷气时代到来已经确定无疑,大量军用飞机亟待更新,这里面就包括运输机和加油机。1952年,比尔‧艾伦的设想变成了工程设计。1954年,工程设计变成了现实。这就是波音367-80,一架在后掠翼下挂着4台喷气发动机的大型飞机。凭借这个设计,波音顺利拿下了美军空中加油机的标,这就是至今仍在大量服役的kc-135。

但是波音在拿这个产品去各家航空公司公关的时候,却吃了闭门羹。很多航空公司还待在螺旋桨客机的舒适区里不敢尝鲜。更要命的是,波音又遇到了它的死对头——道格拉斯。

道格拉斯当时推出了dc-8,同样采用后掠翼、翼吊布局、同样的4台发动机。但是,它更大。367-80的机身宽度是132英寸,一排只能布置5个座位,过道一侧是3个座,另一侧2个座。而dc-8的机身宽度是147英寸,每排6个座位。几乎同样的大小,同样的成本,航空公司选367-80那就傻了。dc-8拿下了达美和美联航的订单,而367-80无人问津。

波音的市场人员在公关美国航空的时候,美航的高层应付他们说:“如果你把飞机也改成一排6座,我就考虑订一些。”这绝对是应付,已经造完的飞机,你要我把机身加粗?别说要重新做多少实验,就说生产线上那些工具,全都得重新设计制造。

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