抬頭仰望天空,偶爾會發(fā)現(xiàn)飛機(jī)在飛過天空時會拖著一條長長的白色“尾巴”;在一些重要節(jié)日慶典上,飛機(jī)在飛過天空時還會留下一排排彩帶。相信不少人都有疑問,它們是什么,又是怎樣形成的呢?每一次飛機(jī)飛過天空都可以看到嗎?
飛機(jī)飛過天空的軌跡被稱為“尾跡云”“航跡云”或“噴氣軌跡”,其基本原理類似于冬天人在室外呼出的哈氣。尾跡按照成因一般分為三種,即空氣動力尾跡、對流性尾跡和廢氣尾跡。其中廢氣尾跡最常見,因為飛機(jī)在高空中燃燒的航空煤油是一種以碳元素和氫元素為主構(gòu)成的燃料,在發(fā)生燃燒反應(yīng)時會產(chǎn)生大量二氧化碳和水,而當(dāng)高溫高壓的水蒸氣排出飛機(jī)與外界低溫冷空氣相遇時,廢氣中的水就會凝結(jié)成細(xì)小的水滴或者冰晶,使飛機(jī)在天空中留下“獨(dú)家記憶”——尾跡云??諝鈩恿ξ槽E是飛機(jī)的螺旋渦流與當(dāng)時濕度較大的空氣混合形成的煙節(jié),其長度和存在時間較短。對流性尾跡是指飛機(jī)排出的廢氣膨脹冷卻,上浮到凝結(jié)高度形成的煙節(jié),通常在飛機(jī)后面數(shù)百米至數(shù)千米處形成,存在時間較長。
但不是只要飛機(jī)飛過就會留下痕跡,它的形成主要與三個要素有關(guān)。第一是高度,飛機(jī)的飛行高度要達(dá)到7000米~ 10000米。第二是溫度,氣溫應(yīng)當(dāng)?shù)陀诹阆?0攝氏度。第三是濕度,空氣中的濕度要達(dá)到40%以上。每一個條件都不能超過臨界值,當(dāng)三個條件都恰好符合要求的時候,才有可能看到飛機(jī)的尾跡。一般來說,大氣濕度越大,尾跡云就會越明顯,冬季出現(xiàn)尾跡云的次數(shù)多于夏季。
那么,我們在重要節(jié)日慶典上看到飛機(jī)拉出的彩帶又是怎么一回事呢?在飛行飛機(jī)尾部的噴口里裝有液體拉煙劑,它的主要成分是硫酸酐(三氧化硫),三氧化硫遇到水會形成霧狀的硫酸,飛行員通過控制噴口控制是否拉煙和拉煙的類別。當(dāng)飛行員打開閥門時,硫酸酐從高壓容器中噴出,與空氣中的水汽結(jié)合形成煙霧,如果配上不同的化學(xué)配料,煙霧就會呈現(xiàn)不同顏色。
通過不同尾跡,我們不僅可以大致判斷飛機(jī)的飛行狀態(tài),還可以推測飛機(jī)在經(jīng)過時的空氣狀況。短尾跡通??雌饋硎且粭l沿著飛機(jī)飛行軌跡的白色短線,就像彗星的尾巴。它們消失的速度幾乎與飛機(jī)移動的速度一樣快,通常不超過幾分鐘。這是由于飛機(jī)經(jīng)過的是相對干燥的空氣,只有少量水分,尾跡中快速凝結(jié)的小冰晶很快又變成了水蒸氣,尾跡便消失了。在晴天經(jīng)??梢钥吹教炜罩锌v橫交錯的長長的尾跡,這是不易擴(kuò)散的長尾跡。它們可以在飛機(jī)經(jīng)過后保持?jǐn)?shù)小時,這意味著飛機(jī)經(jīng)過的是非常潮濕的空氣,含有大量水蒸氣。此外還有一種短時間停留后就擴(kuò)散的長尾跡,這類尾跡在空中短時間停留后會逐漸演變成模糊的線條并擴(kuò)散覆蓋更廣區(qū)域,其主要是高空風(fēng)造成的。
除了可以預(yù)判天氣,飛機(jī)尾跡還被應(yīng)用到軍事領(lǐng)域。飛機(jī)尾跡在軍事上具有重要價值,自近代以來,歷來為各國軍事家所重視。飛機(jī)尾跡對飛行沒有影響,但對航空兵戰(zhàn)斗行動有一定影響,噴氣式作戰(zhàn)飛機(jī)在合適的高度飛行容易出現(xiàn)飛機(jī)尾跡。在航空作戰(zhàn)中,飛機(jī)尾跡的出現(xiàn)很容易暴露飛機(jī)的航跡和位置。通常飛機(jī)在執(zhí)行軍事任務(wù)時,為了不過早地暴露自己,會根據(jù)天氣預(yù)報弄清飛機(jī)尾跡出現(xiàn)的高度層,避免進(jìn)入能形成尾跡云的云層,從而達(dá)到隱蔽自己的目的。相反,有時也利用飛機(jī)尾跡云迷惑對方,使自己迅速逃離。