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科学瞎想系列之四十二 飞机为什么没有倒档

看到这个题目宝宝们一定认为这确实是瞎想,是闲着没事吃多了撑得的瞎想,但这正是老师勤于思考的体现!有次老师和一个宝宝聊起此话题,他的回答很有创意,令老师脑洞大开,他说飞机之所以没有倒档是因为飞机上没有安装后视镜!!!宝宝们还有神马更有创意的答案吗?

不扯淡了,现在言归正传。常坐飞机的宝宝们会经常看到,飞机关闭舱门后是用一个推车把飞机倒着推出停机位的,而不是像汽车那样自己倒出车位。老师像个鸟人,经常飞来飞去的,从来没有看见过飞机自己倒车的,更没见过飞机倒着飞的,也就是说通常飞机是没有倒档的,这是为什么呢?仔细想想其实这里面有很多科学道理。

1 先说飞机在天上飞行时为什么没有倒档。一是没有必要,如果需要向反方向飞,拐弯就可以了,何必非得挂倒档呢?二是技术上实现非常困难,以至于几乎是不可行的,首先因为飞机在飞行时的动力来自发动机的推力,而发动机的推力方向取决于发动机头朝哪,发动机通常是固定安装在机身上的,飞机头朝哪发动机就头朝哪,不能改变。有的宝宝会说可以像鱼鹰飞机那样发动机头可以转向的,还有的宝宝会说可以让发动机反转,推力不就相反了吗?没错,这些办法从理论上是可行的,发动机安装结构可以设计成可调方向的,但其结构会非常复杂,鱼鹰是军用飞机,可以不惜代价,另外鱼鹰的发动机也只是沿垂直方向转向,以实现垂直起降,垂直起降则是军用飞机一个非常重要和需要的性能,而倒飞无论对军用飞机还是民用飞机都是没有必要的。至于发动机反转问题,螺旋桨发动机理论上可以通过反转来获得反推力,但效率会很低,而喷气发动机反转产生反推力在理论上就不可行。倒是有一种方法,通过特殊设计的结构让发动机喷出的气流改变方向,拐弯向前喷,以得到反推力,但这种方法应该效率极低极低。不管怎么说,要想发动机推力方向改变尽管有极大难度,但理论上还是可以做到的。退一步说即使推力方向改变做到了,飞机翅膀在倒飞时升力的问题又来了,当然也可以在设计上想办法,把飞机翅膀设计成双向飞行都能产生升力。那就再退一步说,飞机从正飞过渡到倒飞,总有个减速到零速(静止)再到反向加速的过程,在这个过程中飞机的升力会有一个减小到零的瞬间,同样还会有很长时间升力小于重力,这是非常危险的,对飞机而言,安全可靠是最重要的。其实说到底即使所有技术问题都能解决了,还是那句话,必要性!!!

2 再说说在陆地滑行为什么没有倒档。如果说飞机在天上倒飞不可行也完全没必要,那么在陆地上,倒车功能却是有一定用途的,而且实现起来也相对容易些。飞机在地面经常会遇到撤离停机坪、移库等,如果自身有倒车功能则可不必再用专门的车辆推出。从技术可行性方面看,飞机倒车需要反推动力,这个动力一是可以来自发动机,二是还可来自起落架上的轮子。用发动机产生反向推力与前面讨论的倒飞情况相同,实施起来非常困难。在飞机轮子上增加动力装置无疑是个不错的选择。目前飞机轮子只是在飞机起降过程中被动地支撑机身滑行,轮子上只有刹车装置,没有动力驱动装置。在轮子上增加电动力或液压动力装置在技术可行性方面应该相对会更好实现一些,但技术难度也不会小。综上所述,飞机在地面倒车滑行尽管技术难度大,但还是可行的,而且也是有一定必要性的。那么为什么飞机仍然没有倒车功能呢?这就要综合权衡利弊了,在代价方面,首先增加倒车功能无论是改造发动机及其安装结构还是改造起落架的轮子,都有很大的技术难度,而且会使飞机的结构复杂化,而飞机是一种对安全性可靠性要求极高的交通工具,结构复杂必然会降低可靠性; 其次增加这些装置必然会增加飞机重量,尽管这些装置在飞行时是不用的,但飞机必须要把他们加速到飞行速度,提高到万米高空,这都是要烧油的。搞航空航天的人都知道,上天的东东的质量都是用克来衡量的。再看花这么大代价换来的好处,就是每次起飞前省去牵引车,自行倒退几十米退出停机位,每次进出机库时不用牵引车自行退入或退出机库。而要办这点事,地面的牵引车分分钟就可搞定,宝宝们算算这值吗?其实在航空和航天领域,有个"潜规则",能在地面搞定的事绝不上天搞定,能简单搞定的事绝不复杂搞定。

3 马失前蹄被打脸。前面讲了那么多,宝宝们觉得老师讲的有木有道理?老师牛X不?很牛X!!!哦!好崇拜老师哦!没错,就在老师自己也自信心爆棚,洋洋得意、晕晕乎乎、飘飘然之时,一个视频把老师狠狠地打回了原型,这脸打的着实的不轻。这个视频就是一架麦道飞机真的具有了倒档功能,而且倒车的动力还是来自老师认为最不可行的主发动机。宝宝们自己看看下面这个视频吧!哦卖糕的!这个麦道的设计师,你是专门为打老师的脸脸而出生的吗?不过仔细想想,老师前面说的那些道道仍然是成立的,不会因为一架奇葩飞机的横空出世而失去普遍的逻辑和理由。至于那个奇葩飞机的设计师可能还真是脑子略微进了点水,做出了一个偏离普遍逻辑的权衡和选择,也或许是他的某个领导做出了这个选择让他来实施,当然见仁见智,他们就认为这样利大于蔽也是一种无可厚非的态度,都值得我们尊重。不过从这么多年、这么多家公司、这么多机型都没有推广这一技术的实际情况看,至少到目前认为这样做利大于蔽的人不多,还是老师的观点占主流,这样一想老师也就释然了,至少这篇瞎想没有瞎到不靠谱!

视频内容

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原始发表时间:2017-02-26

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