天氣熱到飛機不能飛

THE MERIT TIMES

文／簡麗賢　 2023-03-01

字級

收藏文章

0
支持請+1

29觀看次

圖／樹下繪本

文／簡麗賢　

今年過年期間，全球好幾座城市天氣急凍，溫度低於-20℃，下雪造成交通相當不便。媒體報導飛機抵達哈爾濱市，溫度驟降，導致落地航班機艙凍住了，行李拿不出來，必須吹暖氣後取件。天氣溫度太低造成交通不便，如果溫度太高呢？

新聞曾報導「熱到飛機無法飛，未來更頻繁」，具有沙漠氣候特徵的美國亞利桑那州的鳳凰城市，氣溫曾飆升到50℃，有40多航班被迫取消。媒體進一步報導「受全球暖化影響，未來飛機不能起飛的情況或許更嚴重」。專家學者受訪時表示：從飛機航行的科學而言，飛機無法在真空中飛行，飛行條件之一，必須有空氣形成氣流，透過流速與壓力差而形成上升力，讓飛機在一定的飛行「攻角」和上升力效應而起飛。因此可推論飛機無法在高溫下起飛。

氣體膨脹上升力低

天氣太熱，飛機不能起飛的原因是什麼？依據物理學的熱力學和流體力學的概念，提供參考答案：因空氣受熱，氣體體積膨脹，在氣體質量固定的情況，大氣層的氣體分子密度會變小，機翼無法與足夠的空氣分子交互作用，形成機翼上下的壓力差，以及牛頓運動定律的反作用力，因而無法產生足夠的上升力，對抗飛機受到的重力，讓飛機起飛。

「氣溫多高，飛機不能飛？」這要看飛機的設計、載重量和機場的條件，包含機場所在地的緯度和跑道長短。因應高溫的天氣，為了降低對旅客權益的影響，讓飛機能正常起飛，有什麼改善之道？

專家學者認為，加長跑道以增加飛行初速率；減少搭乘班機的旅客人數及承載的托運貨物重量。美國哥倫比亞大學的科學家曾發表「極端高溫對飛行影響」的研究報告，指出「高溫天氣會限制飛機載重量」。說明檢視美國機場的條件，丹佛機場的緯度高，空氣層原本稀薄，飛機起飛時更容易受到高溫影響，改進之道是加長跑道。以鳳凰城機場經常高溫，該機場的條件，氣溫達48℃，較小型飛機不能起飛；達到52℃，波音737和空中巴士A320客機就不能起飛。其他如紐約、華盛頓國際機場等，高溫達37℃，仍要依既定航班起飛，只能減少旅客人數和託運貨物重量，例如減重1萬5000磅。

流速愈快壓力愈低

讀者或許會提問，什麼是飛機上升力的動力來源？以教科書常提出的解釋是流體力學的「伯努利定理」，指出「同一流體的速率愈快，其壓力也愈低，反之亦然。」依據伯努利定理，可解釋上升力是飛機的橫截面上半部表面呈現弧形所產生，此理論說明空氣流過機翼上方的速率比機翼下方還快，因為機翼剖面下半部平直，機翼上方的空氣流速較快，其壓力強度也較小，因而產生壓力差，作用在截面積上而獲得往上的升力，可以讓飛機飛行，並對抗重力。

另一種論點則是牛頓第三運動定律的反作用力定律，認為升力的來源是流過機翼下方的空氣對機翼施加向上的推力。以上兩項論點皆有其道理，也不會互相矛盾，但仍被認為無法完整解釋升力。

不論飛機飛上天的動力來源以哪一種理論說明較合理，可以知道飛機能飛行，需要大氣層的空氣與飛機交互作用，如果天氣氣溫太高，造成空氣密度變小，飛機飛行時很難產生足夠對抗重力的上升力，真的熱到飛機無法飛，人類的生活就相當不方便了！

《人間福報》是一份多元化的報紙，強調內容溫馨、健康、益智、環保，不八卦、不加料、不阿諛，希冀藉由優質的內涵，體貼大眾身心靈的需要，是一份承擔社會責任的報紙。

- 支持福報，做別人生命中的貴人 -

前往支持

加人間福報LINE好友