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大西洋上空的天然高速,为何成为所有飞机的必 

来源:飞机设计 【在线投稿】 栏目:综合新闻 时间:2021-03-11

  

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  如果要跨国出远门,相信飞机会成为大家首选的交通工具,但很少有人注意飞机是选择哪条线路到达目的地的……

  图上标的就是飞机穿越大西洋时必经的航线,但看完我们不免困惑,大西洋上空明明这么广阔,为何所有飞机都要挤同一条“空中走廊”呢?

  天空中的高速公路真实存在

  大洋无边,为何这么多飞机不“各飞一边”?这还要从一位气象学家的发现说起。

  100多年前,飞行员约翰·阿尔科克和亚瑟·惠滕·布朗从纽芬兰直飞爱尔兰,完成了第一次跨大西洋飞行。1919年的这次首航长达16小时,期间糟糕的视线、恶劣的天气始终干扰着飞行,飞行员也没有任何导航工具可以使用。快进一个世纪后,飞越大西洋已成为家常便饭,每天有超过1750架次的航班穿越大西洋到达欧洲。科技的进步显然是促成这一变化的一个重要因素,但一位气象学家的发现也起到了不可替代的作用。

  日本气象学家Wasaburo Ooishi(荒川秀俊)在天空中发现了一条“高速公路”,这条路能够使飞机以更快的速度和更大的运量出行。

  

  荒川秀俊博士

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  在1923年到1925年间,荒川秀俊通过发射气象气球,跟踪它们的位置和速度,对他所说的高空气流进行了近1300次观测,得到了新的发现。不幸的是,由于成果是用世界语(1887年发明创立的一种人造语言,旨在消除人类国际交往语言沟通障碍)发表的,他的发现并没有被世界所注意,当时大多数人并不知道天空中“河流”(后来被称为急流,jet stream)的存在。

  

  从日本到美国的急流路径

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  在对高空气流一系列的观测实验中,荒川秀俊观察到气象气球在到达约万米高空处,会进入一个风速极快的区域。气象气球在此区域内能够以高达300公里每小时的速度飞行,只需3天左右时间就能到达美国本土。

  

  气球炸弹的飞行路线

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  气球炸弹 图片来源:Wikipedia

  

  高度控制系统 图片来源:

  日本在第二次世界大战末期间曾利用这些高空风发射了数千个绑着炸弹的氢气球,企图轰炸美国本土。按照计划,气球炸弹升空后,必须一直保持在米的高度。因为只有这个高度,才能借助东去的气流。荒川秀俊设计了一种由高度计驱动的自动控制系统,用于丢弃压载物或排放氢气。当气球高度低于米时,沙袋就会自动脱落,使气球升高;当气球高度高于米时,气球气囊的阀门便会自动排出氢气,使高度下降。

  

  气球炸弹在北美的"弹着点"分布

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  在大约9000枚炸弹中,预计有十分之一的炸弹到达了北美地区,其中有300多枚被发现,更多的炸弹可能在北美还没有被发现。1945年,其中一枚炸弹在俄勒冈州布莱市炸死了6人,包括5个孩子和一位牧师怀孕的妻子。当时其中一名受害者在不知情的情况下捡起了其中一枚爆炸物,引发了这场灾难,也就是“布莱爆炸案”。

  急流获得国际认可

  早在布莱爆炸案发生前的1931年,美军就推测急流可能存在。

  当时飞行员威利·波斯特从加利福尼亚州伯班克飞往俄亥俄州克利夫兰,飞机在3万英尺高空飞行了2000多英里,仅用了7个小时。而在较低的海拔地区,这种飞行通常需要12个多小时。后续的布莱爆炸案让美国更加确认天空中的“河流”是真实存在的,学者将这个现象命名为急流(jet stream

  急流是如何形成的呢?

  现在我们知道了急流的存在,那么它是如何形成的呢?原因可能很复杂。我们知道大气中的温度差异能够产生气压差,加上地球自转,这些因素会迫使空气绕着地球运动,空气流动起来就形成了风。

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