一直以來，這些神秘氣流形成的原因，都藏匿于寫滿無數(shù)公式的論文中，所以，很多人雖然對現(xiàn)象嘖嘖稱奇，但對其背后的原因卻不是很了解。

還有人，沒有經(jīng)過多少思考，就拍腦袋說，這是飛機在放油。一些客機或者戰(zhàn)機，當它們靜止在跑道上，或者緩慢地行駛在跑道上時，發(fā)動機前有時會產(chǎn)生一道類似龍卷風的神秘氣流，它們是怎么形成的呢？對飛機是否有危害，又如何避免呢？

在說其原因之前，咱們還是先來欣賞一下飛機發(fā)動機的杰作，一飽眼福。

神秘氣流的成因

托互聯(lián)網(wǎng)的福，這些年很多人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，其實已經(jīng)有超過六十年的歷史了。

一直以來，這些神秘氣流形成的原因，都藏匿于寫滿無數(shù)公式的論文中，所以，很多人雖然對現(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，沒有經(jīng)過多少思考，就拍腦袋說，這是飛機在放油。

實際上，這種現(xiàn)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，龍卷風就是一種渦流，而地面渦的形狀跟龍卷風也很神似，像一條小白龍。

地面渦形成簡單示意圖

當發(fā)動機的進氣口吸氣時，空氣從四面八方進入進氣口。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。

要形象地理解地面渦的形成過程，我們可以這樣想象，也許不是很恰當，但有助于大家的理解。想象一下，發(fā)動機高速轉(zhuǎn)動時，其周圍大量的空氣被吸走，導致發(fā)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(fā)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(fā)動機的進氣口產(chǎn)生強大吸力，及時拉住了它（空氣），空氣沒辦法，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。

若發(fā)動機接近機身，在機身上也會形成渦流

實際上，上圖中，就算沒有機身產(chǎn)生的那一條渦旋，地面渦也可以同時產(chǎn)生幾條渦旋，而不只是一條。

神秘氣流為何不常見到？

你也許乘機無數(shù)，卻從未看到過這種神秘氣流，不過，不要因此就懷疑你如此“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(fā)現(xiàn)地面渦的身影。因此，下雨后去乘機時，你可以找個合適的角度仔細觀察一下。

我們知道，龍卷風的中心轉(zhuǎn)速最快，跟龍卷風類似，發(fā)動機產(chǎn)生的地面渦也是這樣的。

氣體產(chǎn)生的渦旋都有這樣一個特征，即，越接近中心，轉(zhuǎn)速越快。從上圖可以看出，外圍的紅斑沒有里面的紅斑轉(zhuǎn)動得快，而里面的紅斑又沒有內(nèi)部的箭頭轉(zhuǎn)動得快。

根據(jù)伯努利定律，在等高流動時，流體速度越快，氣壓就越低。

機翼上方的空氣流速大于機翼下方，所以上方的氣壓小于機翼下方的氣壓，正是這個壓力差讓飛機得以起飛

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，這才變得可見。

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，因為它太好看了，很神奇。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，后果是，在飛行時，長長的機翼很容易向上彎曲，這會帶來升力的下降和一些安全隱患。

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，就是發(fā)動機遠離機身，乘客聽到的噪音會大為減少。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（你可以腦補一下，每次維護發(fā)動機都需要爬梯子的窘境）。

然而，凡事有利也有弊，發(fā)動機的這種安置位置，因為離地面更近，導致它更容易產(chǎn)生地面渦。地面渦就像龍卷風一樣，會產(chǎn)生強大的吸力，如果地面有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，其對發(fā)動機的磨損也很厲害。

怎么避免地面渦？

為了避免地面渦的發(fā)生，飛機制造商也沒少折騰。

一是，把發(fā)動機盡量抬高一些，但是，這方法雖然管用，但不是每次都管用。比如下圖中，這個發(fā)動機其實已經(jīng)很高了，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。此方法經(jīng)試驗表明，簡單易行，效果顯著。只是，這增加了發(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是，多請幾個清潔工，把客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。

編輯：黃飛

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