與飛機有關的神秘現象，關鍵是圖片很美

天下 07-06

科普-埃切爾斯效應

在沙漠地區操作的直升機，在起降時，沙子微粒會和直升機螺旋槳的金屬材質高速摩擦，產生靜電火花，在夜間看起來特別神奇。其實這就是摩擦帶電效應(Triboelectric effect)的一種表現形式。

這種靜電一般不會對直升機飛行造成安全隱患，不過地面加油時可要小心了，一定要接地釋放靜電。

2009年，攝影師邁克爾·楊將這一現象稱為「科普-埃切爾斯效應」，以此紀念不久前在阿富汗犧牲的美國下士本傑明·科普和英國下士約瑟夫·埃切爾斯。

CH-47支奴干直升機夜間降落，塵土飛揚、火花四濺！

神奇的「地面渦流」

先來欣賞一下飛機發動機的傑作，一飽眼福。

一直以來，這些神秘氣流形成的原因，都藏匿於寫滿無數公式的論文中，所以，很多人雖然對現象嘖嘖稱奇，但對其背後的原因卻不是很了解。有人開玩笑說，這是發動機在尿尿;還有人，沒有經過多少思考，就拍腦袋說，這是飛機在放油。

實際上，這種現象叫作「地面渦流」(Ground vortex)，簡稱地面渦。既然是一種渦流，這就好理解了，龍捲風就是一種渦流，而地面渦的形狀跟龍捲風也很神似，像一條小白龍。

當發動機的進氣口吸氣時，空氣從四面八方進入進氣口。由於發動機貼近地面，使得貼地氣流的流動受到限制，此時，如果有側風吹過，上升氣流開始扭動，繼而快速旋轉，於是渦流就形成了。

要形象地理解地面渦的形成過程，我們可以這樣想像，也許不是很恰當，但有助於大家的理解。想像一下，發動機高速轉動時，其周圍大量的空氣被吸走，導致發動機周圍(包括地面)氣壓很低，因此，遠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，當它跑到發動機口下方時，按理，因為慣性，它依然有保持向前沖的趨勢，但是，上方發動機的進氣口產生強大吸力，及時拉住了它(空氣)，空氣沒辦法，只好扭轉身體，並向上走，扭轉著，扭轉著，渦流就形成了。

你也許乘機無數，卻從未看到過這種神秘氣流。不過，不要因此就懷疑你如此「不幸」，所乘坐的客機都沒有地面渦形成。其實，在晴朗乾燥的大氣條件下，地面渦也會產生，只是你看不見而已。只有在大氣濕度很高，或者地面潮濕時，你才能輕而易舉地發現地面渦的身影。因此，下雨後去乘機時，你可以找個合適的角度仔細觀察一下。

需要指出的是，這種現象雖然神奇但卻是需要極力避免的。發動機的這種安置位置，因為離地面更近，導致它更容易產生地面渦。地面渦就像龍捲風一樣，會產生強大的吸力，如果地面有顆小螺絲釘或者一枚硬幣，那麼這將是發動機的噩夢。就算地面沒有雜物，只是吸入過多水汽或地面沙塵，其對發動機的磨損也很厲害。

不可思議的「音爆雲」

當物體接近音速時，會有一股強大的阻力，使物體產生強烈的振蕩，速度衰減。這一現象被俗稱為音障(Sound Barrier)。突破音障時，由於物體本身對空氣的壓縮無法迅速傳播，逐漸在物體的迎風面積累而終形成激波面，在激波面上聲學能量高度集中。這些能量傳到人們耳朵里時，會讓人感受到短暫而極其強烈的爆炸聲，稱為音爆(Sonic Boom)。

「音爆」只有在飛機作超音速飛行時才會出現。飛機在超音速飛行時產生的強壓力波，傳到地面上形成如同雷鳴的爆炸聲。

在突破音障時伴隨的一個奇特現象便是「音爆雲」，這是由於在激波面後方由於氣壓降低而引起溫度降低，水氣凝結形成微小的水珠，看上去就像雲霧一般。這種雲霧通常只能持續幾秒鐘，激波現身，轉瞬即逝。音爆雲是國內對這種現象的一個俗稱，較為嚴肅一點的描述為Prandtl-Glauert condensation clouds。