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火山喷发,飞机咋就不能飞?  

2017-11-30 08:31:12|  分类: 航空知识 |  标签: |举报 |字号 订阅

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火山喷发,飞机咋就不能飞? - 司古 - 司古的博客
最近巴厘岛火山热情高涨,持续喷发出浓烟和灰烬,岛上唯一的机场被迫关闭,许多航班只能取消。这还不算完,搞不好火山会喷得更卖力,可能影响更大范围内的航空旅行活动。飞机在天上飞,火山在地上喷,躲着走不就行了?
事实是,飞机想躲开火山,很难。就算你能绕开喷发的烟柱,你也躲不开飘散的火山灰。直上云霄的喷发物可能高达几千米乃至十几千米,其中较轻的火山灰会在大气中飘浮很久,扩散到很大的范围,最后不知道在哪儿缓慢沉降。
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喷发的巴厘岛阿贡火山 
飞机在这样的环境中飞行,是相当危险的。最危险的莫过于可能彻底葬送掉你的飞机发动机。地理学告诉我们,火山灰和喷发颗粒物中,含有大量硅酸盐矿物成分。在被发动机大口吞进之前,这些尖锐多突起的颗粒物,会率先与发动机的风扇和压气机亲密接触,坚硬的颗粒物与高速旋转的转子之间的强力摩擦效果,连锉削工人都可望而不可及。足以将风扇和压气机叶片前缘磨蚀得如同被虫子啃过一般,那叫一个惨。在磨蚀叶片的同时,颗粒物军团还可能给发动机内部的各种传感器带上“眼罩”,让它们无法测准各种必需的参数。接下来颗粒物军团会进入发动机的燃烧室,后者对它们而言就是一座熔炉。在熔炉里这些矿物会被熔化,随气流向后运动,等到遇到高压和低压涡轮部件,就会直接固化凝结在叶片转子上,严重时会形成晶莹的玻璃状覆盖层。你以为这种东西很美丽,实际上很可怕。它们在叶片(在发动机前端,它们也可能附着在压气机叶片上)上的堆积事实上改变了叶片的断面形状——这个形状是工程设计人员经过千百次计算和试验呕心沥血才得到的,一旦失去这个形状,轻则叶片失速,重则发动机动力全失。
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火山灰会怎样恶搞航空发动机?看这个图就清楚了。 
别以为飞行员能看到火山灰云。在高空它们并不像浓云,别说眼睛,气象雷达也不行。在火山灰云中飞行,唯一可以目击的现象是飞机可能会被一层辉光包裹——这是灰烬中的颗粒物因摩擦携带的大量静电荷与飞机之间放电的结果。一旦发现这种“圣埃尔摩之火”,飞行员最好的应对是转向逃出这片糟糕的区域。一旦进入火山灰云,如果不想挂掉发动机,可以考虑适当收小油门,这样能让发动机温度有所降低,减少火山灰熔融-凝结的恶果。
最严重的案例出现在1982年。当时英国航空一架波音747客机载着247名乘客,从吉隆坡飞往珀斯。飞行员也许正轻松地在驾驶室里闲聊时,飞机已经悄然进入了印度尼西亚上空的火山灰云。等到飞行员发现风挡上频频跳动的“圣艾尔摩之火”时,一切为时已晚——几分钟内,飞机4台罗罗发动机全部停车!自此,这架波音747从4发“珍宝”变身为世界最大滑翔机,直接从11300米一路跌到3650米。好在飞行员重新启动发动机成功,飞机才成功迫降雅加达机场。
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被火山灰磨蚀过的航空发动机叶片 
1989年荷兰皇家航空也被火山灰摆过一刀:当时荷兰皇家航空一架波音747正从阿姆斯特丹飞往东京,而就在飞机起飞前一天,阿拉斯加雷道特火山刚刚发过飙,也就是受这股火山灰的影响,这架747上的4台发动机也全部挂掉,飞机在急降4000米后飞行员终于成功重新开车,最终安全降落安克雷奇。
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航空发动机涡轮导向叶片上堆积的火山灰 
一般而言,如果发动机在飞行中因火山灰堆积发生停车。飞行员需要做的是控制好飞机姿态,重新启动发动机。发动机停车后温度会迅速降低,重启时又会骤然温升,这一冷一热会让火山灰堆积物部分脱落,发动机一般都能恢复工作。然而如果发动机停车是发生在飞机起降阶段,那就只有求神灵保佑了,因为此时不可能有足够的时间重新开车。
除了影响发动机,让飞机得上“后天心脏病”,火山灰还能堆积在大气传感器部位,这样的直接结果就是,飞行员别想从速度表上读出飞机的正确速度,对于每小时900甚至100公里的飞机,不知道自己飞得有多快,是件很可怕的事情。火山灰的影响还不止于此,它们会影响飞行员的视野,恶化客舱内的空气质量。时行千里的飞机在火山灰云中疾驰,那些微小却棱角分明的颗粒物会对飞机进行一次“抛光处理”,飞机的外表面将受到较大的摩擦——如果刚好要换涂装,也许可以试试穿越火山灰,当然这种摩擦对飞行安全不会构成即时威胁。
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2009年从国际空间站上拍摄的俄罗斯千岛群岛萨利切夫火山喷发初期。此时火山灰云高度为6000米,这样的火山灰云直贯上万米高空,绝对轻而易举,人家凭借的是地球的内压。 
如今世界上设有9个火山灰咨询中心,专门负责对各自地区的火山灰情况提出预警和建议。比如这次巴厘岛火山喷发,就是由澳大利亚达尔文火山灰咨询中心向全球航空业提出相关建议。值得庆幸的是,火山灰迄今还没有给民用航空造成致命事故。今天许多航班都会在火山灰游荡的当口选择退避三舍,其实就是为了确保这一“无致命事故”纪录不被打破。比起2010年冰岛火山爆发,这次巴厘岛火山还算矜持了,那次冰岛火山喷出的火山灰,影响了整个欧洲空域,航空运输中断了几乎整整两周,两周!
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2010年冰岛火山喷发形成的火山灰云柱,一旦这种云柱漂移扩散,飞行员根本无法用眼睛及时发现。
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