让飞机动起来   

在经历了看似漫长的等待之后,飞机终于要动了。飞机驶离停机位,然后滑行到了跑道的尽头。和汽车不同的是,飞机的轮子是没有动力的,需要靠飞机发动机产生的推力在地面上移动。当飞机还没上天之前,靠发动机来推动飞机似乎有些浪费而且效率也不高,尤其是在掉头时。所以,在飞机驶离航站楼时,需要飞机拖车(有时也叫牵引拖车)来帮忙。

广告:个人专属 VPN,独立 IP,流量大,速度快,连接稳定,多机房切换,每月最低仅 5 美元

通常,这些笨重的、低调的车辆是用来移动那些引擎处于关闭状态的飞机,但它们决没有你想象的那么厉害。波音747的拖车一般有200~300的马力(horsepower)——还比不上一辆高性能的汽车。只有谈到不同的交通工具时,我们才会对马力这个单位有更深的印象。马力是用来测量动力的,它是由苏格兰工程师詹姆士·瓦特(James Watt)提出的。

人们习惯于互换地使用“动力”(power)和“能量”(energy)这两个词。如果我们说某人有很多能量(energy),我们指的是他很有能力,能够把事情做好;而当我们说某人很强大(powerful)的时候,他则具有让一切可能变为现实的能力。不过在科学领域,这两个词有更精准的含义。能量(energy)指的是做功的能力,它使物体开始工作。动力(power)指的是做功(或是提供能量)的速率——它意味着每秒做功的总量。

我们通常用瓦特(watts)来评估动力,它是以詹姆斯·瓦特的名字命名的——你也许有一个100瓦的灯泡,它每秒会消耗100单位的能量(焦耳),或是有一个2千瓦(2000瓦特)的烧水壶——马力仅仅只是一个替用的单位。最初当瓦特开始设想出马力时,他正试图找到一种方法,将蒸汽机功率以马干活的速率折算出来。他测算出矿厂每一次的轮班期间一匹马的平均工作量,然后主观地将这个工作量再加了一倍,就换算成了马力。1马力相当于750瓦,或是3/4千瓦。

所以,飞机拖车并没有令人吃惊的大功率(一辆大型的货车多半会有它两倍的马力),不过,它们很重,有将近50吨了。当这些笨重的家伙推动飞机轮子的时候,这意味着拖车能产生巨大的牵引力,而且转矩也很大,这样的扭转力让轮子转动,飞机就开始慢速移动了。总之,拖车能轻而易举地就使几百吨的飞机动起来。

理论上来说,飞机是可以利用反向推力驶离航站楼的。一个简单的手段就可以实现,将导流装置放置于飞机引擎后,这会产生强劲的气流推动飞机的前身。通常,反推力都用在飞机着陆时,以帮助其减速——当飞机触地时,你能听见引擎突然的喘振,这时,反推力就开始工作了。但是,当飞机距离航站楼很近时,这个方法就不适用了。引擎产生的强大气流很可能会卷起地面上的杂物,猛烈地撞击到建筑物的玻璃,这也是机场为什么会转而使用拖车的原因了。

你也许会问,既然与启动飞机引擎相比,飞机在滑行中的耗能要少得多,那为什么不用拖车将飞机直接拖到跑道的起点呢?2006年,维珍航空公司就想出了一个类似的主意。他们的想法是将飞机拖至跑道一端的“起步排位”(starting grid)处。这个举动极大地节省了燃料——据维珍估测,每趟航班减少的二氧化碳排放量将达到2吨,同时也减少了噪音,而航站楼周围的空气也会清洁许多。

不过很遗憾,这种做法虽然很环保,不过很快便被停止使用了。部分是因为机场不愿意提供起步排位的场地,机场方面认为拖车与飞机脱钩以及飞机起飞时的喷气会造成航班延误。不过,最重要的原因还是来自于飞机制造商的警告,他们提醒说,牵引量增加会给起落装置带来过大的压力,这意味需要更加频繁地更换连接轮子的支架。所以最后,飞机还是得发动引擎,滑行至跑道。