飞机中间好还是尾部好
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关键词:飞机尾部座位好吗,从飞机起飞后的“脏气流”说起,是什么将F1赛车牢牢“吸”在赛道上?
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一、飞机尾部座位好吗
1.飞机尾部座位的选择对于经常旅行的乘客来说至关重要。虽然很多人偏爱前排座位,但飞机尾部座位同样有其独特的优势和劣势。
2.尾部座位的优势包括相对的宁静和舒适。由于尾部座位远离机舱门和洗手间,噪音较少。此外,这些座位通常提供更多的腿部空间和更宽敞的座椅,使得长途飞行更加舒适。
3.然而,尾部座位也有其不足之处。在起飞和降落期间,尾部座位可能会感受到更强烈的颠簸。此外,这些座位往往位于机舱拐角,可能会受到其他乘客和机组人员经过的干扰。而且,尾部座位往往是在服务中的最后被照顾到,因此等待服务的时间可能会更长。
4.哪些乘客适合选择尾部座位?尾部座位对于有着较长腿的乘客来说可能更加合适,因为它们通常提供更多的腿部空间。同时,对于需要在长途飞行中工作或阅读的乘客来说,尾部座位的安静和舒适性也是一个吸引点。
5.如何选择尾部座位?如果你倾向于选择尾部座位,建议在预订机票时尽早选择座位,以确保有机会挑选心仪的位置。利用航空公司的在线选座服务,检查飞机型号和座位布局,可以帮助你做出明智的决定。
二、飞机坐哪个位置比较好
飞机乘客在选择座位时,通常考虑以下几个因素来决定哪个位置较好:
1.座位方向:
-靠窗座位:提供良好的视野,适合喜欢观赏风景或需要休息的乘客。但上厕所可能不太方便,紧急情况下逃生速度较慢。
-靠过道座位:便于乘客行动,上厕所不需打扰他人,单侧空间较大,紧急逃生速度快。不过,可能无法看到窗外风景或星空。
-中间座位:位置在两排座位之间,不便行动也不安全,通常不推荐。
2.座位位置:
-前部座位:降落时较快下机,噪音小,紧急情况下撤离快,也能较早享用餐食。
-中部座位:理论上更平稳,靠近机翼上方的紧急出口,便于应急撤离。
-尾部座位:在飞机事故中可能更容易幸存,但噪音较大。
经济舱座位选择技巧:
1.观赏风景:选择远离机翼的靠窗座位,尤其是独自旅行时,可以避免被夹在中间座位。
2.平稳体验:选择与机翼齐平的位置,大型飞机在遇到气流时,两头座位的震荡幅度更大。但长途飞行建议避免靠近机翼的座位,除非有隔音措施。
3.适合长腿:每舱段第一排座位或紧急出口旁的座位较舒适,但可能需付费或留给VIP。
4.便捷座位:前排座位和靠通道座位上下机方便,但通道座位让座可能性高,可能影响休息。
从飞机起飞后的“脏气流”说起,是什么将F1赛车牢牢“吸”在赛道上?
播报文章看航空/div>关注2024-05-0609:14在航空领域有这样一种现象:大型飞机起飞后,在它身后的中型或小型飞机,必须要间隔一段时间才能起飞。这一现象的原因是,中小型飞机必须避开大型飞机的尾部涡流。
尾流的主要部分是大型飞机的两翼翼尖处所会产生的翼尖涡流,这两股高速翻动的螺旋形气流,会向后、向下延伸,持续高速旋转,且旋转方向相反。这两股涡流内侧会形成强大的下降气流,外侧形成强大的上升气流。
当中、小型飞机起飞进入这个空域,向下的气流会严重干扰到它们的正常飞行,甚至会造成飞行事故。
飞机的尾部涡流和翼尖涡流的一种可视化呈现。如果后面的飞机(特别是小飞机)进入了涡流,特别是在起降阶段就会颠簸,影响飞行安全。
在F1围场内,也有类似这般气流干扰的情形。
前车高速行驶过后,留下的是被它扰乱的“脏气流”(DirtyAir),后车因此无法产生足够的下压力(特别是前翼的下压力下降,让赛车操控性下降),速度就会受到影响,造成了后车难以在弯道中跟车和超车,进而降低了F1比赛的竞争性和观赏性。
为了减少这种前车对后车的“脏气流”干扰,F1比赛在2022年做出了划时代的变革。自此F1赛车进入了“地面效应”时代,也将F1赛车的空气动力学带入了新纪元。
前辆赛车留下的“脏气流”,不仅会导致后车的下压力削减,也还会影响到轮胎、制动器温度等,最终让F1赛道内的超车变得困难,也就牺牲了赛事的竞争性、观赏性。
“地面效应”和“文丘里管效应”
在航空领域也有“地面效应”这一词。
当飞行器以很小的距离贴近地面或水面飞行时,地面或水面阻挡了翼尖涡流的产生、中断了机翼的下洗气流,进而减小了机翼的诱导阻力,整个飞行器体的上下压力差增大,升力会陡然增加,飞行器也获得了比空中飞行更高升阻比。
在冷战时期,以苏联阿列克谢耶夫(RostislavAlexeyev)为代表的中央水翼艇设计局基于“地面效应”开发了多款地效飞行器,其影响也绵延至今。现在,航空业依旧在延续着对地效飞行器的探索。
从冷战时期的反舰巨兽,到今天的近海客运货运等,地效翼飞行器虽依旧小众,但业界并没有放弃对它的技术探索和应用上的畅想。
但F1赛车领域的“地面效应”则与此截然不同。它在原理上是“文丘里管效应”(VenturiTunnel,以发现者意大利物理学家文丘里命名)。
也因此,我们看到2022赛季的F1新赛车,底板拥有了两个类似凹槽的气流通道。从侧面看,它们呈两边高中间低且类似波浪的曲面形状;这两个凹槽就与赛道地面形成了两面粗、中间收口变细的“文图里管”。
F1新规则生效后,从2022年开始,F1赛车最突出的变化发生在底板部分,与此前的(上图)截然不同。
新赛车底板增加的凹槽气流通道将与赛道地面形成了“文丘里管”,依托“文丘里管效应”产生下压力。
利用“文丘里管效应”,当空气从赛车前端进入设有“文丘里管”的赛车车底后,由于底部中部空间骤然压缩、后端空间又再次敞开,空气在中部的流速显著提高,明显高于赛车的前后两端。
根据经典的伯努利定律下,流速大的区域,其压强小,由此在赛车中部区域形成了低于常压的负压区,赛车就被一只无形的大手(即“下压力”)紧紧地按在了地上。对于赛车而言,它与地面产生了强大的“吸力”。而且,随着赛车速度更快,这种“吸力”会更大。
“地面效应”回归,前后翼作用削弱
不过,在F1围场内,第一款应用“地面效应”赛车是诞生于40多年前的“莲花”79。该车凭借这项现代空气动力学创新,在赛场上一骑绝尘,包揽了1978年的车手和车队世界冠军。
该车的“地面效应”是通过侧箱来在侧箱内部巧妙地构造起与赛道地面的“文丘里管”。不过,为了应对弯道速度上升的安全问题,1983年F1赛车新规则颁布,强制要求F1赛车采用平底,“莲花”79的传奇告一段落。
“莲花”79是通过侧箱来和地面形成“文丘里管”,侧箱前部有一个开口,高速气流从这里流入,而后经过散热器、辅助油箱时,气流被压缩、流速变大,形成低压区,产生与地面的“吸力”。
而2022年F1赛场的新规,让“地面效应”得以回归,组委会的公开理由是“为了减少前车对后车的‘脏气流’干扰”。
这背后的逻辑在于:新规则为了降低“脏气流”干扰,必须削弱F1赛车前后翼的空气动力学性能,大幅降低它们对气流的梳理和引导;但这也就意味着前后翼的下压力产生能力将被大幅削弱。
所以,此时就需要新F1赛车的底板依托“地面效应”来扛起生成“下压力”的重任(理论上,赛车底板对“下压力”生成的贡献可达70%)。
赛车的前后翼等空气动力学装置在产生下压力能力上被削减,而有着“地面效应”的底板就成了高效补偿手段,它的设计成为了决定F1赛车性能的关键所在。
另外,2022年的F1新规,不仅重造了F1赛车底板,也让赛车上部的外观发生了直观的大改。比如前轮一改开放式轮胎结构,轮胎尺寸增加、增加了轮毂罩和轮胎扰流翼片。据悉,根据CFD(计算流体力学)软件的模拟结果,这些改变将使前车所产生的气流更为干净有利,可以减少前车轮胎产生的乱流对后车的影响。
F1新规让F1赛车的前部外观有着不小的改变。
如何解决“海豚跳”?
前后翼在F1赛车身上产生下压力的同时,也在产生的阻力。对比来看,底板通过“地面效应”产生下压力时,则几乎不会产生阻力。
因此,从2022年开始,F1新赛车的一个变化是整车轴距的加长,以此增加底板面积,提高“地面效应”的效果。
新赛车的底板不仅增加了“文丘里管”这一气流通道,而且底板前部的垂直端板、底板边缘和扩散器等都进行了重新设计,以使得气流流经底板时更密封、更稳定、更易控制,阻挡外部乱流对车底气流的影响,从而提高底板整体生成的“下压力”水平。
但2022年赛季,围绕“地面效应”展开设计的F1新赛车,也在随后的测试和竞赛中暴露出了新问题——“海豚跳”(Porpoising)。
F1赛车领域的“海豚跳”,可以类比于航空领域的“海豚着陆”,即弹跳着陆——飞机在降落阶段速度过快、下滑率过大、错误判断地面位置、不当使用配平等,都会造成飞机在跑道上的弹跳。如果复飞等措施应对不当,可能会发生前起落架、螺旋桨和发动机被损害等事故。
火花意味着F1赛车的底板擦地了,也意味着由底板生成的下压力瞬间减弱了。
出现“海豚跳”现象,是因为赛车底板与赛道地面形成的“文丘里管”,在“密封性”上不可避免地会受到赛车速度、姿态和离地间隙的不稳定(比如,颠簸路面)等因素的影响,或者直接发生了变形。
比如,吸力更大时,赛车过于紧贴地面,凸出的底板中部离地间隙逐渐减小,就会直接阻断车底空气的流动;而气流不足,赛车就会“失速”,无法产生地面效应,下压力瞬间减弱,赛车就会向上弹起。随后气流恢复,下压力再次产生……
如此反复之下,F1赛车就会像海豚在海面畅游时的那般上下跳跃。
新规则后的宝马车队,对“海豚跳”问题一时无解,被迫转而以提高车底来降低问题影响,但也因此牺牲了赛车性能。
“地效”之于F1,堪比隐身之于四代机
所以,F1赛场在2022年新规推出后,那双看不见的空气动力学依旧左右着赛车性能,一次次塑造着新一代F1赛车。
“地面效应”利用得好与坏,直接决定了各家车队赛车性能的优劣。而从这两年的赛事成绩来看,显然并不是所有车队都已熟悉、适应了这个F1赛车的“地面效应”时代。
冠军之师红牛车队的赛车很好地解决了“海豚跳”问题,并且在驾驭“地面效应”中将赛车的底板效率带到了最高水平。
但反观自2014年以来F1混合动力时代的8冠王奔驰车队,在2022年进入“地效时代”以后,在整整两个赛季只拿到一个分站冠军、该车队的七冠王汉密尔顿更是自述因“海豚跳”造成了背部不适(已有医学报告称“海豚跳”可能有损于车手的大脑等部位)。
就像飞机设计中,一位领军型设计总师对飞机研制至关重要,首席技术官在一支F1车队中也直接决定着赛车的性能优劣。
在F1赛场上,当前红牛F1车队的首席技术官阿德里安·纽维(AdrianNewey)就是公认的空气动力学大师。
可见,“地面效应”作为今天F1赛车上的全新空气动力学课题,之于今天的F1赛事或者说对F1赛车性能的冲击,就像隐身设计之于今天的战斗机。
正是“隐身”让第四代战斗机拉开了与第三代战斗机的代际差距——无隐身不四代。同样,无“地面效应”不F1,哪支F1车队还没能更好地驾驭“地面效应”,就意味着赛车性能上的巨大落差。这种落差之大,亦如航空领域的高亚声速与超声速之间隔着的那道“声障”。同样,隐身设计与地面效应,对于战斗机设计师、F1赛车工程师来说,都是空气动力学领域的再攀高峰,都是将空气动力学的应用推到一个史无前例的极致高度。
此外,航空飞行器的设计与F1赛车的设计,也同样都要借助那个百年传统手段——风洞。这部分内容,我们在后续文章中再展开。
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