第一章 飛機(jī)的真相

機(jī)翼的相關(guān)知識(shí)、為何飛行速度的單位叫作“節(jié)”呢？

入門問(wèn)題：載著成噸旅客和貨物的巨大飛機(jī)，如何在空中飛行呢？

沒(méi)錯(cuò)，這就是門外漢對(duì)飛機(jī)最好奇的重點(diǎn)了。能讓一架重達(dá)幾十噸的機(jī)器順利升空，就算稱不上奇跡，至少也是一項(xiàng)了不起的成就。其實(shí)飛機(jī)起飛的原理出奇地簡(jiǎn)單，也很容易演示。

下次在高速公路上開(kāi)著豐田汽車的時(shí)候，將你的手臂伸出窗外，與車身垂直、與地面平行，再稍微將手臂向上彎曲，逆風(fēng)前進(jìn)。接下來(lái)會(huì)發(fā)生什么事呢？你已經(jīng)打造了一只機(jī)翼，而你的手臂就在“飛行”了。只要將手臂一直彎在適當(dāng)?shù)慕嵌龋⒕S持夠快的車速，你就會(huì)持續(xù)飛行。手臂飛行是因?yàn)闅饬鲗⑺贤校w機(jī)也是這么一回事。當(dāng)然，你的車子并沒(méi)有真的飛向天際，不過(guò)還是請(qǐng)想象一下你有一雙超大的手，汽車也有足夠的馬力能開(kāi)得非常快。飛行時(shí)，飛機(jī)上有四個(gè)作用力，若要成功飛行，作用力之間必須達(dá)到正確的差值：推力大于阻力、升力大于重力，或是像奧維爾·萊特所說(shuō)的，“飛機(jī)之所以持續(xù)飛行，是因?yàn)樗鼪](méi)空往下墜”。

飛行基礎(chǔ)課程也有介紹所謂的伯努利原理，這個(gè)原理以丹尼爾·伯努利的名字命名。伯努利是18世紀(jì)的一位瑞士數(shù)學(xué)家，不過(guò)他從來(lái)沒(méi)見(jiàn)過(guò)飛機(jī)。這個(gè)原理是說(shuō)，流體被迫流經(jīng)狹窄的通道或彎曲的表面時(shí)，流速會(huì)增加，同時(shí)壓力會(huì)降低。在飛行的情境之下，原理中的流體就是空氣，機(jī)翼上表面帶有弧度，而下表面是平的，所以流經(jīng)機(jī)翼上方的空氣速度較快，同時(shí)機(jī)翼上方形成低壓區(qū)，下方形成高壓區(qū)，因此產(chǎn)生了向上的升力。你也可以說(shuō)機(jī)翼浮在一個(gè)高壓的緩沖墊上。

一定會(huì)有人怪我解釋得如此簡(jiǎn)略，但這真的是飛行的主要原理。伯努利提出的壓差理論，還有將手伸出車窗使空氣分子偏向這種非常簡(jiǎn)單的操作，都能解釋或提供飛行當(dāng)中不可或缺的元素：升力。

我們將沒(méi)有升力的情況稱為失速。這個(gè)簡(jiǎn)單的概念同樣也能在高速公路的情境之中模擬：將手臂彎曲的角度扳得再陡一些，或是將車速降到一定程度，手臂就停止飛翔了。

但是多看了一眼機(jī)翼的細(xì)節(jié)后，飛機(jī)的運(yùn)作好像又比上述更復(fù)雜。

沒(méi)錯(cuò)。你的手臂確實(shí)能飛——說(shuō)真的，如果下方供應(yīng)足夠的氣流，磚塊也飛得起來(lái)——但飛行并不是手臂的專長(zhǎng)，而噴氣客機(jī)的機(jī)翼必須非常善于飛行。在飛機(jī)巡航期間，機(jī)翼的節(jié)能效果最為理想，而這通常發(fā)生在高空，即對(duì)多數(shù)飛機(jī)來(lái)說(shuō)沒(méi)有音障的情況下。但是，飛機(jī)在低空以及低速飛行的情況下仍須顧及效率，這就是工程師及其設(shè)計(jì)的風(fēng)洞必須解決的核心問(wèn)題。機(jī)翼的橫截面，氣流環(huán)繞起作用的地方，被稱為翼型。翼型的結(jié)構(gòu)制作精細(xì)：從翼剖面以及翼展向來(lái)看，機(jī)翼的形狀和厚度，從前端到后方、從翼根到翼尖都各有變化。這些變化的依據(jù)是你我都不甚明了的空氣動(dòng)力學(xué)計(jì)算。

機(jī)翼裝載了一系列額外的構(gòu)造——襟翼、前緣縫翼，還有擾流板。襟翼往后方及下方延伸，讓翼型更加彎曲，以此保證低速飛行的安全及穩(wěn)定度（雖然實(shí)際調(diào)整的細(xì)節(jié)視情況而定，不過(guò)民航客機(jī)起降的時(shí)候都會(huì)延展襟翼）。機(jī)翼內(nèi)側(cè)及外側(cè)皆有互相水平分層的襟翼組合。前緣縫翼位于機(jī)翼的前端，能夠向前展開(kāi)，作用與襟翼相同。擾流板則是一塊立在機(jī)翼上方的長(zhǎng)方形板子，能干擾通過(guò)機(jī)翼的氣流，破壞升力并增大阻力。擾流板在飛行過(guò)程中用來(lái)提升下降率，著陸時(shí)則能協(xié)助減速。

我頭幾次搭飛機(jī)的時(shí)候，有一次坐在一架727靠窗的位子上，正好在機(jī)翼后方，我就目睹了降落過(guò)程中，整個(gè)機(jī)翼看似分解的過(guò)程：大型的三開(kāi)縫式襟翼往下展開(kāi)，擾流板起伏波動(dòng)，前緣縫翼向下移動(dòng)到作業(yè)位置。神奇的是，你幾乎可以直接看到機(jī)翼的核心，就像是目光貫穿動(dòng)物遺骸的骨架一樣，地面的房子、樹木都紛紛從機(jī)翼結(jié)構(gòu)的縫隙中顯露出來(lái)。

你或許有注意到噴氣式客機(jī)的機(jī)翼是向后傾斜的后掠翼。機(jī)翼劃過(guò)天際時(shí)，空氣分子會(huì)沿著其表面的弧線加速通過(guò)機(jī)翼，當(dāng)飛機(jī)速度提升到與音速相同時(shí)，會(huì)有一股震波沿著機(jī)翼表面形成，這有可能會(huì)減弱升力。將機(jī)翼向后伸展便能引導(dǎo)出一個(gè)更合適、更符合機(jī)翼展向的流場(chǎng)，解決這個(gè)問(wèn)題。在飛行速度較快的飛機(jī)上，機(jī)翼的后掠角會(huì)大于40度，速度最慢的飛機(jī)的機(jī)翼則幾乎完全垂直于機(jī)身。機(jī)翼從翼根開(kāi)始往上翹，能夠抵消飛機(jī)橫向滾轉(zhuǎn)或偏航的傾向。這種機(jī)翼上翹的角度被稱為上反角，從機(jī)頭向后看能看得最清楚。蘇聯(lián)曾逆勢(shì)而動(dòng)，采用相反的設(shè)計(jì)，使機(jī)翼向下傾斜，此時(shí)偏轉(zhuǎn)的角度被稱為下反角。

機(jī)翼是飛機(jī)的一切。機(jī)翼對(duì)飛機(jī)的重要程度，就如同汽車底盤之于汽車，或是車架之于腳踏車一樣。大型機(jī)翼能提供巨大的升力。足夠的升力能使一架重達(dá)100萬(wàn)磅的波音747在速度達(dá)到170節(jié)的時(shí)候飛向藍(lán)天。

什么是“節(jié)”？

作家華萊士在文章《那些本該很有趣，但我絕對(duì)不會(huì)做第二次的事》里寫道，他在一艘大型游輪上，被屢次聽(tīng)到的“節(jié)”搞得一頭霧水，他一直搞不清楚什么是“節(jié)”。我發(fā)現(xiàn)華萊士其實(shí)是在故弄玄虛，他是一位數(shù)學(xué)專家，答案根本顯而易見(jiàn)：“1節(jié)”，指的是每小時(shí)前進(jìn)1海里或1英里，這個(gè)術(shù)語(yǔ)同時(shí)應(yīng)用在航海與航空領(lǐng)域。只不過(guò)航海中用的是海里，而不是英里。海里比英里稍長(zhǎng)一些（分別是6,082英尺、5,280英尺），所以每小時(shí)100海里會(huì)比每小時(shí)100英里來(lái)得快一些。這個(gè)單位的由來(lái)，是從前人們會(huì)從船上拋出一段打了結(jié)的繩子，借此測(cè)量距離。1海里等于赤道1分（1/60度）所對(duì)應(yīng)的弧長(zhǎng)，所以每一度（60分）就代表60海里，整個(gè)地球有360度，就能換算成21,600海里，等同于整條赤道，也就是地球的圓周。

除了襟翼跟前緣縫翼之外，機(jī)身外部其他會(huì)動(dòng)的構(gòu)造也讓我百思不得其解。我看見(jiàn)一些上下移動(dòng)的片狀外殼，而機(jī)尾的則左右擺動(dòng)……

翱翔天際的鳥兒需要改變飛行方向時(shí)，會(huì)彎起雙翅以及尾巴以達(dá)到目的。航空先驅(qū)模仿鳥類的特性，在早期的航空器上安裝了可彎曲的機(jī)翼。現(xiàn)代的航空器不再以木材、布料或羽毛為原材料來(lái)制作，而是由鋁合金及其他高強(qiáng)度復(fù)合材料打造而成。機(jī)身安裝了各種可動(dòng)式設(shè)備，通過(guò)液壓、電力系統(tǒng)運(yùn)作，或手動(dòng)控制，這些設(shè)備就能幫助我們爬升、降落、轉(zhuǎn)彎。

機(jī)身后段上方的就是尾翼，或稱之為垂直尾翼，從外形就能判斷其作用——保持航向筆直。尾翼后緣以鉸鏈固定的是方向舵。方向舵并不會(huì)控制轉(zhuǎn)向，只提供輔助作用，主要功能是調(diào)節(jié)左右轉(zhuǎn)彎或偏航以維持飛行穩(wěn)定。有些方向舵會(huì)被分為幾個(gè)不同區(qū)塊，依據(jù)空速來(lái)決定一起還是分開(kāi)運(yùn)行。飛行員通過(guò)腳踏板來(lái)控制方向舵，不過(guò)多數(shù)的控制工作，都由一套名為“偏航阻尼器”的裝置自動(dòng)完成。

尾翼下方有一對(duì)小型機(jī)翼（有時(shí)則是固定在尾翼上），名為水平尾翼。其尾端可移動(dòng)的部分叫作升降舵。飛行員推拉操縱桿或駕駛桿，就能指示升降舵控制飛機(jī)的俯仰。

位于機(jī)翼后緣，負(fù)責(zé)控制轉(zhuǎn)彎的就是副翼。飛行員通過(guò)操作面板或駕駛桿來(lái)控制副翼上翹或下壓。兩個(gè)副翼彼此聯(lián)結(jié)，并產(chǎn)生相反的作用力：如果左側(cè)副翼上翹，右側(cè)副翼就會(huì)下壓，上翹的副翼會(huì)降低該側(cè)的升力，使那一側(cè)的機(jī)翼下降，副翼下壓的話情況則相反。副翼只需極微小的動(dòng)作，就能讓飛機(jī)轉(zhuǎn)個(gè)大彎，所以乘客很難察覺(jué)到副翼在動(dòng)。飛機(jī)轉(zhuǎn)彎傾斜的時(shí)候，人們時(shí)常感覺(jué)不出任何動(dòng)靜，其實(shí)副翼已經(jīng)發(fā)揮作用，只是動(dòng)作相當(dāng)細(xì)微而已。大型飛機(jī)的機(jī)翼各有兩個(gè)副翼，分別在其外側(cè)以及內(nèi)側(cè)，根據(jù)速度成對(duì)或獨(dú)立運(yùn)作。前面提過(guò)的擾流板常跟副翼聯(lián)結(jié)在一起工作，輔助轉(zhuǎn)彎。

所以大家就了解了，即便是一個(gè)簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)，都像是一出舞臺(tái)劇一樣，需要全體可動(dòng)裝置協(xié)力合作才能實(shí)現(xiàn)。但是先別急著想象倒霉的飛行員雙腳亂踢、發(fā)瘋似的抓著駕駛桿的模樣，大家要知道，每個(gè)獨(dú)立的零件其實(shí)都彼此關(guān)聯(lián)，飛行員只要通過(guò)控制面板或駕駛桿下達(dá)一個(gè)指令，就會(huì)引發(fā)駕駛艙外各種裝置的聯(lián)動(dòng)。

更讓人混亂的是，方向舵、升降舵、副翼都各自裝有獨(dú)立于主面板運(yùn)作的小調(diào)整片，這些所謂的“配平片”被用來(lái)微調(diào)飛機(jī)的俯仰、翻滾、偏航等動(dòng)作。

如果到目前為止都還跟得上的話，先別急著把剛才讀到的記起來(lái)。前面提過(guò)的所有零件，在不同飛機(jī)上幾乎都各有特別的差異，你知道這點(diǎn)時(shí)一定相當(dāng)驚訝。在我駕駛過(guò)的飛機(jī)中，機(jī)翼上的擾流板有些只在著陸時(shí)使用，有些可以用來(lái)輔助轉(zhuǎn)向，有些甚至用來(lái)在飛行時(shí)協(xié)助減速。有幾架波音機(jī)型不僅有傳統(tǒng)的后緣襟翼，也會(huì)將襟翼跟前緣縫翼一起裝在機(jī)翼前緣。協(xié)和式客機(jī)沒(méi)有水平尾翼，所以也就沒(méi)有升降舵，不過(guò)它有“升降副翼”，我們留著下次和“襟副翼”一起介紹。

很多飛機(jī)的機(jī)翼尾端都有翹起的小翅，它們的作用是什么？

機(jī)翼下方的高壓氣流與上方的低壓氣流會(huì)在翼尖匯聚，產(chǎn)生湍流。所謂的翼尖小翼，正如其親切可愛(ài)的名稱一樣，能幫忙讓氣流更和緩并減小阻力，進(jìn)一步提升飛行距離以及效率。不過(guò)，不同飛機(jī)在空氣動(dòng)力學(xué)上有不同的特征，所以安裝翼尖小翼并非一直是必要或劃算的。舉例來(lái)說(shuō)，波音747-400和空中客車A340配有翼尖小翼，但同樣也是長(zhǎng)程廣體客機(jī)的波音777就沒(méi)有。此外，由于燃料經(jīng)濟(jì)在過(guò)去并非像現(xiàn)在一樣是優(yōu)先考慮項(xiàng)目，翼尖小翼的優(yōu)點(diǎn)也是最近才為人所知，所以老舊的機(jī)型并沒(méi)有配置翼尖小翼的設(shè)計(jì)。而對(duì)某些飛機(jī)來(lái)說(shuō)——包含757以及767在內(nèi)的一系列機(jī)型——翼尖小翼可以選擇性加裝，或者在翻修的時(shí)候補(bǔ)裝。航空公司會(huì)評(píng)估燃油的結(jié)余是否值得花費(fèi)數(shù)百萬(wàn)美元安裝翼尖小翼。這要視具體飛行情況而定。日本買了幾架波音747，專門用來(lái)執(zhí)行承載量大、航程短的國(guó)內(nèi)航線，這些飛機(jī)就沒(méi)有安裝翼尖小翼。對(duì)較短的航線來(lái)說(shuō)，翼尖小翼的節(jié)省比例相當(dāng)?shù)停瑢⑵湟瞥茏岋w機(jī)更為輕盈，維修養(yǎng)護(hù)起來(lái)也更簡(jiǎn)便。

飛機(jī)外觀的美感就純屬個(gè)人品位了。我發(fā)現(xiàn)在某些噴氣式飛機(jī)，比如A350上，翼尖小翼顯得很迷人。但對(duì)某些其他機(jī)型，比如767來(lái)說(shuō)，翼尖小翼的造型就非常尷尬。翼尖小翼的外形各異，有一些又大又顯眼，而有些只是微微向上翹而已。有了“融合式翼尖小翼”，機(jī)翼從翼根到翼尖的弧線就比較圓滑平順。787以及空中客車A350等飛機(jī)的翼尖小翼與機(jī)翼更整體化，被稱作“傾斜式翼尖小翼”。

那些從機(jī)翼底下凸出來(lái)，外形像獨(dú)木舟的長(zhǎng)型引擎箱是什么？

那些流線型的設(shè)備只是外殼而已，它們被稱為整流罩，作用是避免高速震波的形成。不過(guò)大體來(lái)講它們的作用也不是那么必要：讓襟翼延展時(shí)，內(nèi)部周圍形成的氣流變得平順和緩。

不久之前有一個(gè)案例，有一群旅客發(fā)現(xiàn)他們搭乘的飛機(jī)的整流罩消失了，因此感到非常驚恐。乘客拒絕起飛，其原因正如媒體所報(bào)道的：“機(jī)翼的一部分消失了。”其實(shí)，當(dāng)時(shí)整流罩是被一輛冷藏車撞毀，所以取下來(lái)維修了。雖然飛行時(shí)沒(méi)有安裝整流罩可能會(huì)造成一些燃料損失，不過(guò)飛機(jī)依然適航。（飛行時(shí)允許不加裝哪些裝備、可能會(huì)有多少油耗/性能損失，這些在飛機(jī)的配置差異手冊(cè)里都有清楚說(shuō)明。）

噴氣式客機(jī)能特技飛行嗎？747能翻筋斗或是倒著飛嗎？

理論上每架飛機(jī)都可以或多或少做一些花式飛行，從翻筋斗、筒滾，到反向倒轉(zhuǎn)錘頭式英麥曼回旋不一而足（在1950年代后期的某次飛行表演上，一架波音707刻意顛倒?jié)L轉(zhuǎn)）。不過(guò)，要具備花式飛行的能力，幾乎得完全倚靠額外的推力或是馬力才辦得到，但通常來(lái)講，商用客機(jī)因?yàn)樽陨碇亓康年P(guān)系，引擎的強(qiáng)度不足以支持花式飛行。除此之外，從多個(gè)角度看，這都不是一個(gè)好的想法：民航客機(jī)的構(gòu)件不是為了花式飛行和承受傷害而設(shè)計(jì)的；再者，如若客機(jī)進(jìn)行花式飛行，清潔人員就得徹夜奔忙，刷洗潑灑出來(lái)的咖啡漬以及乘客的嘔吐物。

或許你會(huì)很好奇，照我前面所說(shuō)的，機(jī)翼上表面帶有弧度，下表面是平的，因而產(chǎn)生一股壓力差帶來(lái)升力，那怎么會(huì)有飛機(jī)能夠倒著飛呢？如果倒著飛，難道此時(shí)“升力”不會(huì)反向作用，迫使飛機(jī)墜向地面嗎？某種程度來(lái)說(shuō)確實(shí)如此，不過(guò)我們已經(jīng)知道，機(jī)翼通過(guò)兩種方式產(chǎn)生升力，伯努利的壓力差原理在其中比較次要，簡(jiǎn)單的空氣分子偏轉(zhuǎn)其實(shí)重要得多。飛行員要做的，就是保持正確的偏轉(zhuǎn)角度，使足夠的空氣分子偏向，如此一來(lái)，由機(jī)翼顛倒產(chǎn)生的反向“升力”就能輕易地被風(fēng)箏效應(yīng)抵消。

你曾說(shuō)過(guò)你的責(zé)任并不是講出一堆專業(yè)術(shù)語(yǔ)，來(lái)增加讀者的壓力。你也說(shuō)過(guò)“討論噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)作原理，一定會(huì)讓人昏昏欲睡”。但是，如果你不介意，呃，我還是想知道噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)到底是怎么運(yùn)作的呢？

想象一下發(fā)動(dòng)機(jī)的解剖模型，它就像是一組連續(xù)緊接的旋轉(zhuǎn)圓盤——就是壓縮機(jī)及渦輪。發(fā)動(dòng)機(jī)把空氣吸入之后直接將其導(dǎo)入快速旋轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)，空氣在此被緊密壓縮，并與汽化燃油混合，接著開(kāi)始燃燒，燃?xì)鈴暮蠓降膰娮旌魢[而出。而在這些燃?xì)獗慌懦鲋埃D(zhuǎn)的渦輪吸收了部分能量，并借此為壓縮機(jī)以及機(jī)艙前端的大型風(fēng)扇提供動(dòng)力。

對(duì)于較為老式的發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，推力幾乎都是直接取自這些高溫噴射氣體。對(duì)現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)而言，前方的大型風(fēng)扇才是最大功臣，你可以將噴氣式飛機(jī)想象成一種由一系列渦輪和壓縮機(jī)來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)的導(dǎo)管型的風(fēng)扇。由勞斯萊斯、通用電氣，還有普惠所開(kāi)發(fā)的最強(qiáng)大的發(fā)動(dòng)機(jī)，可以產(chǎn)生超過(guò)10萬(wàn)磅的推力，這些推力被用來(lái)支持電力系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、加壓系統(tǒng)和除冰系統(tǒng)。所以你也會(huì)常聽(tīng)到噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)被形容為“發(fā)電廠”。

渦輪螺旋槳是什么？

所有現(xiàn)代的螺旋槳驅(qū)動(dòng)的商用客機(jī)，都使用渦輪螺旋槳作為動(dòng)力裝置。渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)其實(shí)就是一個(gè)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。對(duì)于渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)，為了在高度較低、距離較短的航程里提升效率，壓縮機(jī)以及渦輪會(huì)驅(qū)動(dòng)螺旋槳，而不是風(fēng)扇。大致上來(lái)說(shuō)，渦輪螺旋槳也就是一個(gè)噴氣動(dòng)力螺旋槳。渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)里面并沒(méi)有活塞，也不要把“渦輪”跟汽車的“渦輪增壓器”搞混，兩者是截然不同的東西。渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)比活塞引擎更為可靠，在功率重量比方面也更有優(yōu)勢(shì)。

噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)都使用噴氣機(jī)燃油，這是改良過(guò)的煤油，也就是將露營(yíng)燈里面的物質(zhì)重新排列置換后的產(chǎn)物。煤油加工過(guò)后的產(chǎn)物會(huì)有不同層級(jí)之分，航空公司選用的部分被稱為“Jet-A航空煤油”。盡管在電視上的飛機(jī)失事畫面中，火球熊熊燃燒，但是噴氣機(jī)燃油出乎意料地穩(wěn)定，至少在霧化之前都不像你想象中的易燃，將一根點(diǎn)燃的火柴放入油坑中都不會(huì)起火（如果這段論述造成任何損傷，恕本人與出版社概不負(fù)責(zé)）。

我注意到機(jī)尾下方有一個(gè)會(huì)排放某種氣體的洞，那是什么？

那是一個(gè)小型的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，被稱為輔助動(dòng)力系統(tǒng)（APU）。主要發(fā)動(dòng)機(jī)休息時(shí)，APU被用來(lái)支持電力以及空調(diào)系統(tǒng)，主要發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)則擔(dān)任輔助的角色。所有現(xiàn)代的民航客機(jī)都配備APU，通常裝設(shè)在機(jī)身后段、機(jī)尾下方。如果你使用舊式的登機(jī)梯登機(jī)，留意到類似10萬(wàn)臺(tái)吹風(fēng)機(jī)同時(shí)工作的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的嘶嘶聲，那正是APU的聲音。

啟動(dòng)主要發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓氣體也由APU來(lái)供應(yīng)。在大型飛機(jī)中，內(nèi)部電池的能量不足以啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮機(jī)，壓縮機(jī)是依靠來(lái)自APU的氣源開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)的。史上第一架將APU視為標(biāo)準(zhǔn)配備的商用客機(jī)是1964年登場(chǎng)的波音727，在此之前，被稱為“氣源車”或“huffer”的外部氣源裝置與飛機(jī)的氣壓導(dǎo)管連接起到相同作用。如果現(xiàn)在緊急調(diào)度飛機(jī)，而APU無(wú)法運(yùn)作，你也有可能會(huì)看見(jiàn)這一類氣源車上場(chǎng)，用來(lái)啟動(dòng)第一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)，再由第一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)為其他發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)氣源。

多數(shù)的渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)并不是由氣壓?jiǎn)?dòng)，而是電力驅(qū)動(dòng)的。在沒(méi)有APU，電池能量又不夠的情況下，地面電源機(jī)（GPU）就會(huì)派上用場(chǎng)。GPU由一輛牽引車在前方拖著，看起來(lái)就像那種會(huì)出現(xiàn)在路邊工地的發(fā)電機(jī)一樣。

假如APU提供飛機(jī)在地面時(shí)的電源，為什么我們常看到飛機(jī)停在登機(jī)門時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)呢？

你誤會(huì)了，飛機(jī)停在登機(jī)門的時(shí)候，發(fā)動(dòng)機(jī)幾乎不會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)，你所看到的是風(fēng)在吹動(dòng)第一級(jí)風(fēng)扇。事實(shí)上，即便是和緩的微風(fēng)都能讓風(fēng)扇快速轉(zhuǎn)動(dòng)。你或許會(huì)認(rèn)為這個(gè)解釋說(shuō)不通，畢竟飛機(jī)周圍有建筑物，飛機(jī)面對(duì)的方向也有可能是錯(cuò)的，但是風(fēng)其實(shí)是從后方而來(lái)，所以風(fēng)扇才會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)新式的發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)大都圍繞著壓縮器及渦輪的中心吹動(dòng)，給后方的扇葉提供一股明確的噴射氣流。

所以一架民航客機(jī)到底要價(jià)多少？

你相信一架全新的空中客車A330或波音777要2億美元嗎？你相信全新的737也要7,000萬(wàn)美元嗎？即便是多數(shù)旅客無(wú)法忍受的小型區(qū)域航線客機(jī)，大多也要數(shù)百萬(wàn)美元。一架高檔的區(qū)域噴氣客機(jī)或渦輪螺旋槳飛機(jī)，標(biāo)價(jià)2,000萬(wàn)美元也不足為奇（下次當(dāng)你一邊踏上登機(jī)梯，一邊揶揄你搭的飛機(jī)像是橡皮筋動(dòng)力飛機(jī)的時(shí)候，要記得這些飛機(jī)其實(shí)要價(jià)不菲）。

二手飛機(jī)的價(jià)格則依照使用時(shí)長(zhǎng)、翻新升級(jí)、保養(yǎng)維修的情況而有明顯差異。發(fā)動(dòng)機(jī)的狀況對(duì)價(jià)格影響最大，畢竟光是發(fā)動(dòng)機(jī)本身就值數(shù)百萬(wàn)美元了。維修保養(yǎng)情況當(dāng)然也至關(guān)重要：距離下一次翻修還有多久？翻修的內(nèi)容細(xì)項(xiàng)為何？一架二手的737有可能只值200萬(wàn)美元，也有可能要價(jià)2,000萬(wàn)美元，全看飛機(jī)的狀況而定。航空公司并非直接全款購(gòu)入旗下的所有飛機(jī)，有時(shí)甚至沒(méi)有任何一架飛機(jī)如此。他們從銀行和租賃公司手中租借飛機(jī)，并定期支付款項(xiàng)，就像你貸款購(gòu)車一樣。沒(méi)有其他方式可以負(fù)擔(dān)飛機(jī)的費(fèi)用。

波音飛機(jī)跟空中客車的品質(zhì)有差別嗎？我印象中空中客車的制造成本好像比較低廉。

我不喜歡這個(gè)問(wèn)題，而且它向來(lái)也很難回答。“成本低廉”這類說(shuō)法相當(dāng)貶低航空公司和飛機(jī)制造商。絕對(duì)沒(méi)有飛機(jī)是成本低廉的。

波音和空中客車有很多相異之處，它們遵循不同的制造方式及運(yùn)作原理，也各有其優(yōu)劣。兩家公司都會(huì)偶爾引發(fā)一些爭(zhēng)議：空中客車曾被批評(píng)過(guò)多仰賴自動(dòng)控制，導(dǎo)致在某些情況下，飛行員無(wú)法取回對(duì)飛機(jī)的主控權(quán)；而對(duì)波音來(lái)說(shuō)，方向舵故障是一個(gè)很大的困擾，這個(gè)問(wèn)題在1990年代曾導(dǎo)致至少兩起致命的737墜機(jī)事故。不過(guò)，從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，在安全性方面兩者并無(wú)太大差異。那些判定究竟孰優(yōu)孰劣的討論，已經(jīng)深入到系統(tǒng)的肌理之中——這些細(xì)節(jié)會(huì)瑣碎到讓你大打哈欠（我也不例外），而且也不至于明顯到會(huì)發(fā)出乒乓聲、吱吱呀呀聲、嘎嘎聲，或是出現(xiàn)讓乘客一眼就能察覺(jué)的異狀。對(duì)飛行員而言，這個(gè)問(wèn)題歸結(jié)于個(gè)人偏好，或者說(shuō)品味，無(wú)關(guān)品質(zhì)或者缺陷，單純是機(jī)型樣式的差別。這種問(wèn)題就像是把蘋果電腦與其他電腦拿來(lái)做比較，兩邊各有擁護(hù)者與反對(duì)者。

我應(yīng)該要尋找能比較快到達(dá)目的地的機(jī)型嗎？

在更高海拔的位置，速度用“馬赫數(shù)”來(lái)表示。馬赫是指音速（以恩斯特·馬赫的名字命名），馬赫數(shù)則是飛行速度與音速的比值。長(zhǎng)程飛機(jī)的速度比短程飛機(jī)的速度略快一些，一架747、A380或777的速度通常在0.84到0.88馬赫之間（音速的84%～88%）。對(duì)于小型噴氣客機(jī)，比如737或A320來(lái)說(shuō)，馬赫數(shù)通常落在0.74與0.80之間。我所駕駛的761的巡航速度一般介于0.77到0.82馬赫之間。每段航程的理想速度都不同，如果飛機(jī)能確保準(zhǔn)時(shí)抵達(dá)，或者需要著重考慮燃料使用，我們就會(huì)制定出最符合燃料使用效率的馬赫數(shù)；如果飛機(jī)已經(jīng)要遲到了，而且不用擔(dān)心燃料問(wèn)題，我們就有可能飛得快一些。飛行計(jì)劃里面也會(huì)告知飛行員建議的馬赫數(shù)。

對(duì)于一趟耗時(shí)13小時(shí)的往返紐約與東京的航程來(lái)說(shuō)，馬赫數(shù)的差異就有影響。將馬赫數(shù)小幅調(diào)升能節(jié)省幾分鐘的飛行時(shí)間，但是對(duì)于較短的航程來(lái)說(shuō)這其實(shí)無(wú)關(guān)緊要，也沒(méi)有必要為了準(zhǔn)時(shí)而特地?fù)Q另一架飛機(jī)。不管怎么樣，決定飛行速度的是“空中交通管理（ATC）”的限制，而不是飛機(jī)的性能，特別是在短程的航班當(dāng)中，空中交通管理員會(huì)依照慣例要求飛行員加速或減速。

多數(shù)飛機(jī)在巡航的時(shí)候，馬赫數(shù)都位于亞音速與超音速的界線附近，這個(gè)界線其實(shí)不只是空氣動(dòng)力學(xué)方面的一件瑣碎小事而已。音速問(wèn)題可以看作愛(ài)因斯坦所提出的光速謎題的“窮人版本”：跨越音障的時(shí)候，所需的能量會(huì)大幅增加。這個(gè)障礙雖然不是物理方面的難題，但在成本預(yù)算方面卻是極大的負(fù)擔(dān)。對(duì)超音速航程而言，飛機(jī)需要配備一副完全不同的機(jī)翼，燃油的用量也會(huì)飆升。還記得協(xié)和式客機(jī)嗎？導(dǎo)致協(xié)和式客機(jī)迅速退役的主要理由，并不是2000年那場(chǎng)墜毀于巴黎市郊的空難悲劇，而是其驚人的運(yùn)營(yíng)成本。綜合以上種種原因，再拋開(kāi)我們?cè)谇懊婵吹降募夹g(shù)進(jìn)步，商用噴氣客機(jī)的巡航速度自其出現(xiàn)開(kāi)始，從來(lái)都沒(méi)有變過(guò)，假如有的話，那就是21世紀(jì)的飛機(jī)與30年前的飛機(jī)相比，速度反而還稍微慢了一些。

哪一架飛機(jī)的航程最長(zhǎng)呢？

波音777-200LR（“LR”代表“l(fā)ong range”）的續(xù)航時(shí)間在所有商用客機(jī)當(dāng)中是第一名的——有些能飛行20小時(shí)，跨越9,000海里，還不需要補(bǔ)充燃料。幾乎全世界的主要城市之間，都有這款航程長(zhǎng)得驚人的飛機(jī)提供服務(wù)，將這些城市彼此聯(lián)結(jié)（參見(jiàn)323頁(yè)，最長(zhǎng)的航程）。航程長(zhǎng)度緊追在后的是A340-500，這款飛機(jī)首先被阿聯(lián)酋航空以及新加坡航空所使用。目前，A380、777，還有747的幾種衍生變化型號(hào)也能與前兩名匹敵，但是性能稍差。

需要明確的是，衡量航程最準(zhǔn)確的指標(biāo)是續(xù)航時(shí)間，也就是飛機(jī)能在空中飛多久，而非英里數(shù)。續(xù)航時(shí)間會(huì)隨著飛行高度、巡航速度，還有其他因素不同而有所改變。當(dāng)然，飛機(jī)的尺寸也不是衡量它能飛多久（或飛多遠(yuǎn)）的最恰當(dāng)指標(biāo)，古老的空中客車A300大概就是最佳例證，雖然這款飛機(jī)可以容納250名乘客，但它卻是特地為了中短距離的航程而設(shè)計(jì)的。同時(shí)，也有那種僅供9人搭乘的私人公務(wù)飛機(jī)，卻能飛11個(gè)小時(shí)。

不假思索地?cái)喽ㄒ患茱w機(jī)比另一架航程更長(zhǎng)也不甚公平，空中客車A340的飛行距離遙遙領(lǐng)先波音747嗎？有些有，有些則沒(méi)有。從技術(shù)層面來(lái)看，諸如發(fā)動(dòng)機(jī)的類型還有副油箱，這些都能幫助我們判斷飛機(jī)的續(xù)航能力。注意下面所使用的連接號(hào)：A340不止有一種型號(hào)，而是有A340-200、-300、-500，還有-600；波音系列也有-2005、-400S、-800S、LRS（長(zhǎng)程型）、ERS（增程型）等。主要型號(hào)后面所加的一長(zhǎng)串后綴詞尾，也不一定能完整表達(dá)該飛機(jī)的性能特色。A340-500與A340-600比起來(lái)尺寸較小，但是航程更長(zhǎng)，777-200LR也比體形較大的777-300ER更為持久。

目前為止有跟上我嗎？如果你喜歡閱讀充滿星號(hào)與印刷小字的圖表表格，就盡情去制造商的網(wǎng)站一探究竟吧。

飛機(jī)有多重呢？

飛機(jī)在滑行、起飛、降落等不同運(yùn)作狀態(tài)下，有不同的重量限制。空中客車A380的最大起飛重量超過(guò)100萬(wàn)磅。一架波音747的重量可以高達(dá)875,000磅。757的重量大約是25萬(wàn)磅，而A320或737的重量約為17萬(wàn)磅。一架50人座的渦輪螺旋槳飛機(jī)或區(qū)域噴氣客機(jī)，最大起飛重量大概是6萬(wàn)磅。以上數(shù)據(jù)都是最大值，實(shí)際的最大起飛重量會(huì)視天氣狀況、跑道長(zhǎng)度，或其他因素而有所變動(dòng)。

乘客不會(huì)被要求透露自己腰圍的確切數(shù)字，航空公司很明顯是采用普遍的粗估值來(lái)衡量乘客及行李的重量。這些估測(cè)值——每名乘客是190磅（包含登機(jī)行李），每件托運(yùn)行李是30磅——在冬天會(huì)微幅調(diào)高，因?yàn)槎斓囊挛镙^重（請(qǐng)不要問(wèn)我那跨越兩種氣候的航路要怎么辦）。搭機(jī)乘客的估計(jì)重量需要加到基本操作重量（BOW）當(dāng)中，BOW是一個(gè)固定的數(shù)值，用來(lái)表示飛機(jī)本身的重量，當(dāng)中包含各種裝備、補(bǔ)給品，還有機(jī)組組員。如果把燃料與貨物也算進(jìn)去，就變成“停機(jī)坪”重量或滑行重量，而將滑行時(shí)使用的燃料扣除就是起飛重量。

這里有一個(gè)讓人吃驚的事實(shí)：對(duì)于一架滿載的747,400名乘客和他們的行李——大概75,000磅——大約只占總重量的10%。燃料，而非乘客和行李，是構(gòu)成飛機(jī)總重的重要部分，有時(shí)燃料會(huì)占1/3甚至更多。因此，飛行員計(jì)算燃油時(shí)都以磅計(jì)，而非加侖。從初始燃油到中途燃燒消耗的燃油，都以重量的形式，而非體積來(lái)計(jì)算。

重量及其分布相當(dāng)重要，一架飛機(jī)的重心會(huì)隨著燃料的消耗而轉(zhuǎn)移，飛機(jī)的重心位置在開(kāi)始飛行之前會(huì)被算出，起飛降落的時(shí)候也必須將重心維持在限定范圍內(nèi)。飛行員都受過(guò)有關(guān)重量以及平衡的專業(yè)訓(xùn)練，但實(shí)際上這些辛苦的工作都是由裝載管制員及簽派員來(lái)執(zhí)行的。

有一次我們要從鳳凰城起飛，當(dāng)時(shí)溫度高達(dá)41攝氏度，有幾名乘客被請(qǐng)下飛機(jī)，因?yàn)楹娇展菊f(shuō)天氣太熱了，飛機(jī)無(wú)法滿載起飛。

熱空氣的密度比冷空氣小，對(duì)升力還有發(fā)動(dòng)機(jī)的表現(xiàn)都有負(fù)面的影響，在炎熱天氣起飛滑行會(huì)需要更長(zhǎng)的時(shí)間，爬升的角度也會(huì)比較小。在天氣非常熱的情況下，飛機(jī)在某些跑道上的表現(xiàn)可能就無(wú)法符合安全限度——包含爬升梯度參數(shù)，還有飛機(jī)在該距離內(nèi)如果起飛失敗就必須停止的長(zhǎng)度數(shù)值。飛機(jī)每次起飛的時(shí)候，工作人員都會(huì)依據(jù)天氣狀況和跑道長(zhǎng)度來(lái)決定重量上限。用少量的燃油來(lái)執(zhí)行短程航程并不是問(wèn)題，但是滿載的油箱或是較重的負(fù)載會(huì)讓飛機(jī)瀕臨限制邊緣，所以貨物或乘客有時(shí)候就會(huì)被請(qǐng)下飛機(jī)。

此外，一些飛機(jī)的飛行手冊(cè)當(dāng)中會(huì)明文規(guī)定最高作業(yè)溫度，一旦溫度到達(dá)某個(gè)臨界值，從空氣動(dòng)力學(xué)的角度來(lái)看飛機(jī)的性能會(huì)有極大耗損，零件也會(huì)過(guò)熱。這些臨界值一般較高，大約在50攝氏度左右，不過(guò)溫度一旦超過(guò)限制，飛機(jī)就會(huì)立刻停飛。

和溫度一樣，飛行高度同樣也會(huì)對(duì)飛行造成影響。飛行高度越高，空氣就越稀薄，如此一來(lái)飛機(jī)在空氣動(dòng)力學(xué)上的效率和發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率都會(huì)降低。飛機(jī)在高海拔機(jī)場(chǎng)起飛通常意味著要減少負(fù)載量。墨西哥城的機(jī)場(chǎng)位于海拔7,400英尺的地方，這就是一個(gè)最佳例證，丹佛、波哥大、庫(kù)斯科，還有一些城市的機(jī)場(chǎng)也都是如此。在性能更好的飛機(jī)誕生之前，南非航空往返紐約和約翰內(nèi)斯堡的航線，只有單向航班可以直飛，不用中途停靠，一部分原因正是飛行高度。從肯尼迪國(guó)際機(jī)場(chǎng)（JFK）向東飛的航班得益于低海拔高度的長(zhǎng)跑道，可以滿載并直飛。但在回程的時(shí)候，從海拔5,500英尺的約翰內(nèi)斯堡起飛就會(huì)面臨問(wèn)題，如果將油箱加滿，就意味著一些乘客或貨物無(wú)法上飛機(jī)，所以飛機(jī)必須在中途的佛得角或達(dá)喀爾補(bǔ)充燃油。飛機(jī)升空之后，在航程的初期因?yàn)轱w機(jī)太重，可能無(wú)法立刻就達(dá)到最節(jié)省燃油的高度，所以飛機(jī)會(huì)隨著燃料的消耗“階段式爬升”。不同時(shí)間點(diǎn)能飛多高，不僅是由飛機(jī)的性能來(lái)預(yù)估的，到達(dá)某個(gè)高度之后，還必須維持適當(dāng)?shù)氖俳缦蕖?/p>

為什么有些飛機(jī)會(huì)在空中留下白白的飛機(jī)云呢？

潮濕的噴射氣體在干冷的上層空氣中凝結(jié)成冰晶之后，就會(huì)形成凝結(jié)尾——這與天冷的時(shí)候，我們從口中呼出的霧不一樣。其實(shí)也可以說(shuō)凝結(jié)尾就是云。這聽(tīng)起來(lái)可能有點(diǎn)怪，但是噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部燃燒時(shí)會(huì)附帶產(chǎn)生水蒸氣，這就是濕氣的來(lái)源。凝結(jié)尾能否形成取決于飛行高度和周遭大氣的組成——也就是說(shuō)其主要成因是溫度還有所謂的蒸氣壓。

我不想要浪費(fèi)寶貴的篇幅來(lái)討論有關(guān)“化學(xué)凝結(jié)尾”的陰謀論（刻意添加某些化學(xué)藥劑），如果你知道我指的是什么，且想要進(jìn)一步討論，歡迎來(lái)信，不知道的話就不用放在心上了。