03.05 飞机飞过之后身后的“烟雾”是怎么回事?

西芒


图注:飞机在空中飞行留下的“凝结尾迹”

在拥有机场的大城市生活的人们都有这么一个生活经验,在天气晴朗的日子,抬头仰望蔚蓝的天空,会看到天空中纵横交错排布着一道道长长的“白色纹路”或痕迹,往往要过很长一段时间才会消散。这其实是飞机在天空中飞过时在大气中留下的一种特殊痕迹——凝结尾迹。

飞机在飞行过程中消耗燃料,发动机排出高温废气,这些废气里既含有二氧化碳等温室气体,也含有一定的水蒸气,因为航空煤油主要的燃烧物质是各种不同馏分的烃类化合物的混合物,而烃类主要是由碳原子和氢原子组成的,与氧气发生反应,在飞机发动机燃烧室中燃烧后,产生的物质里一定有水。刚从飞机发动机尾气中排出的水蒸气,温度是很高的,而此时飞机飞行在几千米(通常是一万到三万英尺)高空,由于海拔每上升1000米,温度下降6摄氏度,因此高空中的气温低于零度,是低温环境。也就是说高温的水蒸气会进入高空低温环境。我们学过中学物理的都知道,空气中水分含量多少与温度直接相关,温度越高,空气中容纳水分含量的能力就越强,空气越低,容纳水分的饱和度就越低。因此当飞机尾气中的高温水蒸气一旦进入高空低温环境,则水蒸气会因为空气中水含量过饱和而大量变成液滴微粒,而由于环境空气温度低于零度,因此液滴微粒又会在短时间内凝结成水滴甚至冰晶,从而产生凝结尾迹。这个凝结尾迹经阳光照射后发生复杂的散射反射,映入我们眼帘的,就是漂亮的白色尾迹。凝结尾迹一般在较高的大气中形成,在某些情况下,它们可以持续存在数小时,有时还会促进卷云的形成。

图注:英国“红箭”飞行表演队在进行拉烟表演

此外,除了飞机尾部,飞机的机翼处有时候也会拉出类似的尾迹,这是因为机翼附近气压降低,与温度降低一样也会导致空气中的水分因过饱和而凝结成液滴,形成凝结尾迹。

有的时候,飞机尾部的“烟雾”也可以是人造的,比如像珠海航展这样的航空特技飞行表演活动上,表演机会加装特殊的设备,在飞行中产生彩色的烟雾,这叫“拉烟”,配合飞机精彩的特技飞行动作,可以起到赏心悦目的视觉效果。


兵工科技


“飞机拉线”,可能是小时候最让人兴奋的东西。一群的小伙伴总是在田野看着天上拉线飞过的飞机有说有笑。


那么飞机过后那两根白线是怎么形成的呢?是烟还是什么?

事实上这并不是喷气式飞机喷出来的烟,而是飞机排出来的废气与周围环境空气混合后,水汽凝结而成的。航天气象学上称之为飞机尾迹。

并不是所有飞机都能够拉尾迹,通常只有喷气式飞机能够做到。

飞机飞行时消耗大量的燃料,所产生的水汽和部分热量随废气排出飞机体外,进入大气层。大气本身就含有水分,当飞机排出的水汽与大气的水汽混合以后。空气中的水汽含量会达到一个饱和度及临界值。加上高空气温比较低,水汽就开始凝结。就出现了这种现象。



这个类似于云的形成,大气每时每刻都含有水蒸气,但不是都会变成云,只有水蒸气的含量到了一个饱和的程度,在低温下就会出现云彩了。



所以飞机拉线也不是随时都有,温度,湿度都是决定因素。就像小时候可以看到,有时飞机拉线可以拉好远好远,有时就飞机屁股一小段。


壹点科谱


很高兴回答你的问题。

飞机在空中飞过,会留下长长的白色条纹。这其实是飞机发动机产生的废气在空中快速凝结的结果。

打个比较简单的比方,在冬天哦,你去户外呼吸,你就会发现你面前有白色的水汽氤氲。这其实不是气态,因为气态你是看不见的,这就是液态的小水滴呢。

那么飞机情况也是类似的,它是个不停喷射暖的湿哒哒的气体的庞然大物。在高空呢,气温比较低,在喷出来的几乎一瞬间,就液态成为了小水滴,甚至一些凝华成了小冰晶。这就成了一条云的轨迹,也可以理解为飞机快速制造的云。

另一方面,飞机机翼附近的气压也在降低哦,也可能导致空气冷却下来,从而促使空气中的水蒸气凝结,促进形成凝结尾迹。

这样两种机制的共同作用下,就看到了飞机尾部留下的轨迹了。

因为这个原理,我们就有了飞行表演,带着有颜色的气体或者粉尘,快速飞过后,也在空中像童话般,留下各种五颜六色的轨迹。

所以只要气温足够低,水汽足够多,不管是不是飞机,都会造成这样子的效果。尤其是飞机速度很快加上是直线飞行,所以尾部的轨迹就很直、很长、很壮观。

所以,综上来说,这就是个简单的物理现象啦~

如果我的回答对您有帮助,希望您可以给我点个赞!花不了多少流量哒!相信我!嘿嘿嘿!


不哈韩的小韩


很高兴回答你的问题。

在冬天我们经常有这样的体验,在天寒地冻的户外哈~一口气,发现呼出来的全是白气。

还有人利用光影,把冬天的哈气玩儿出了花。


其实在冬天户外呼出来白气,和飞机飞过之后后面拖着一条白线,原理是一样的,都是温度相对高的水汽在低温环境当中出现的凝结现象。


飞机尾部拖的这条白线,也有它专业的叫法,一般叫做“凝结尾迹”。

飞机在飞行的过程中,需要燃烧大量的燃料,再通过发动机排出燃料燃烧过后的废气,这些排出的气体中就含有水蒸气。

一般中型以上的飞机,都是在大气的平流层当中飞行,高度大约在7000~12000米。

因为平流层当中一般能见度比较高,大气也稳定一些,更可以避免机鸟相撞。这个高度大概在平流层的底部。

对流层中气温随着高度下降,所以在对流层上一点点的平流层底部的高度,气温大概只有-50℃左右。飞机排出来的水汽在这样低的环境温度之下,就会凝结成水滴甚至是冰晶。

但如果想要凝结的水滴或者冰晶维持一段时间,成为我们看到的那种白色尾巴,还得环境当中水汽比较充足,是饱和状态,这样随着飞机往前飞,也就会拖出一条长长的痕迹了。

总结,要出现凝结尾迹,其实就需要两个条件:

水汽足够多!

气温足够低!


那有些飞行表演当中,飞机后面也会拖着彩色的尾巴。

这些烟雾是因为飞机上装了专门的烟雾机,而且喷出的是特殊的化学溶剂,遇到空气之后会发生反应形成烟雾,和普通飞机后面的凝结尾迹还是有区别的。

以上~希望我的回答能帮助到你。


不吃肠的大肠


有时,飞机在飞过天空后会留下长长的“白色条纹”,这其实就是飞机产生的凝结尾迹。凝结尾迹一般在较高的大气中形成,在某些情况下,它们可以持续存在数小时,有时还会促进卷云的形成。那么,飞机的凝结尾迹是怎么产生的呢?

飞机在飞行过程中需要消耗大量的燃料,同时排放出大量的废气,这就像开车所会出现的情况一样。在飞机的废气中包含着水蒸气,这就像我们的呼气中包含水蒸气一样。在寒冷的天气里,当我们呼气的时候,可以看到明显的“白气”,因为呼气中的水蒸气在温度较低的情况下会液化形成小水滴。同样的原理也适用于飞机的尾气。当飞机在1万米的高空飞行时,那里的温度非常低(低至零下四十度),从飞机尾部喷射出来的水蒸气与冷空气相遇,将会凝结成水滴甚至冰晶,从而产生了白色的凝结尾迹。大气的湿度、温度以及飞机尾气的化学成分都会影响凝结尾迹的持续时间、大小和长度。

另一方面,飞机机翼附近的气压降低,也可能导致空气冷却下来,从而促使空气中的水蒸气凝结,形成凝结尾迹。

如果凝结尾迹停留时间足够长,它们会在空中扩散,相当于产生了人造云。科学家认为,这可能会对地球气候造成影响。因为有报告指出,在空中交通繁忙的区域,云量增长了20%。这些人造云就像卷云一样,能够束缚住地球辐射到太空中的热量,从而促进温室效应。

而在飞行表演中的拉烟与上述情况有所不同。这些表演飞机装备了特殊的烟雾机,里面装满了特殊调配的油。在表演过程中,烟雾机把这些特制的油喷到飞机的热排气系统中,它们在那里迅速燃烧并产生了五颜六色的“彩烟”。


火星一号


很高兴回答您的问题!

题主所说的现象,其实是飞机飞过后形成的云,这种云有一个专有的名称,叫做“尾迹云”。

那么尾迹云是怎么形成的呢?

喷气式飞机在飞行过程中消耗燃料的同时,会产生水汽和热量,这些水汽和热量会随着飞机排出的废气一起排放到大气中。这些排放出来的水汽使得周围空气中的水汽达到饱和,就像饱和的盐水会有盐粒析出一样,饱和的空气中的水汽也会凝结从而形成云。

但并不是只要有飞机飞过就会形成尾迹云,尾迹云的形成还是需要满足一定条件的——

比如飞机飞行的高度气温要在-20℃以下,其中有86%的尾迹云是在-41℃~-60℃这个温度范围形成的;

比如飞机飞行气层空气要比较稳定,这样水汽才不会在喷出机体的瞬间就被大风吹得七零八落;

比如喷出的热量产生的增温减湿效果必须小于喷出的水汽产生的增湿效果才行;

……


而在飞行表演中,为了表演效果,一般使用硫酸酐作为拉烟剂,喷出的硫酸酐会与空气中的水汽结合并形成烟雾,再加上一些染色剂,就可以喷出五颜六色的烟雾。


希望我的回答能对您有帮助!

如有不准确之处,望不吝赐教!


不服软的小软


首先,先介绍一下喷气式飞机,它是一种通过喷气发动机产生动力的一种飞机。它是通过燃料在喷气发动机中燃烧产生的气体,向后高速喷射而产生的反冲作用向前飞行的。题目中提到的能产生“烟雾”的飞机,就是喷气式飞机。因为它在飞行过程中会产生大量的气体。

而题目中所提到的“白烟”,最通俗最简单的原理就是水蒸气的液化与凝固。我们要知道现代飞机基本都采用航空煤油作为其燃料,而该燃料中含有大量的碳氢化合物,燃烧后产生产物是水和二氧化碳,因此会生成大量气态水。而飞机在高空飞行时,外界温度非常低,可达零下40-50度,甚至零下60多度。当外界空气温度足够低时,气态的水与外界空气相遇之后,会迅速液化为过冷水滴,也就是低于0度的水滴。而如果这时外界的水汽含量较少,同时伴随着发动机尾部的气流扰动,水滴会再次以水蒸气的形式散开。

但如果飞机外界水汽足够饱和,过冷水滴不会迅速消散、会随着外界温度的迅速降低进而凝固成冰晶,而且形成的固态小冰晶不会马上散开,从而在飞机后面形成一条长长的“白烟”。

而这个现象在航空气象学上,通常被称为“飞机尾迹”、“凝结尾迹”或者“尾迹云”。从上述过程我们也可以了解到,产生飞机尾迹是需要满足温度和湿度两方面要求的,只要有一方面不满足要求就不会产生“白烟”,因此飞机只有在一定的高度飞行(一定的温度湿度配合)才会产生“白烟”。而飞机表演中产生的“彩烟”其原理与尾迹云完全不同。其喷出来的彩烟是通过一种叫硫酸酐(三氧化硫)的有机化学溶剂从飞机的高压容器中喷出以后,立即与空气中的水汽结合形成烟雾,再配上不同的化学配料,产生各种颜色,最终就形成了我们看到的“彩烟”。


留白说


飞机飞过之后总留下两道烟雾,这是因为飞机飞行时留下的痕迹是飞机排出来的废气与周围环境空气混合后,水汽凝结而成的特殊云系,航空飞行界和航空气象学上称之为飞机尾迹,这也就是人们俗称的“飞机拉烟”。


按成因,飞机尾迹可分成废气尾迹、空气动力尾迹和对流性尾迹。

废气尾迹又可分为废气凝结尾迹和废气蒸发尾迹。

飞机尾迹出现的季节变化不很明显,总的说来,冬半年出现的次数多于夏半年。尾迹层的厚度平均在1~2千米,下限高度冬季最低,夏季最高。在较厚的飞机凝结尾迹中,不同高度上形成的尾迹长度和浓度也是不一样的。

通常在它的底部出现是长度较短而浓度较淡的尾迹,向上逐渐加长变浓,待达到一定高度后,再往上,又变成了断断续续色调浅淡的尾迹。


实况车解报告


飞机飞过为什么会有烟雾,而且烟雾还能停留较长时间,通常客机飞行高度是距离地面8至10公里,这个高度气流相对稳定是为平流层。再下来就是距离地面高度每增加一公里温度下降4度,这就不难理解距地面8至10公里会是低温,




可以看图喷气发动机工作原理,由进气道进气经过压缩气体,通过燃料喷油嘴在燃烧室燃烧,高温的膨胀气体经过涡轮机高速从喷管喷出,飞机的热尾气体中所含水分,遇到冷空气会凝结成细小水珠或者是冰晶,就是我们看到的烟雾。


沧海一生笑73767386


主要成分是燃料燃烧产生的水、二氧化碳、一氧化氮和二氧化氮四种物质,可以破坏臭氧层的。 我们常常在晴朗的天空中看到喷气式飞机在高空飞行时,机身后边会出现一条或数条长长的“白烟”,人们习惯地称它为“飞机拉烟”。飞机尾迹分为废气尾迹、对流尾迹和空气动力尾迹三种。废气尾迹又可分为废气凝结尾迹和废气蒸发尾迹两种,常见的飞机尾迹多是废气凝结尾迹。飞机过后,发动机向后喷出含有大量水汽的高温气体,如果环境温度很低(零下40摄氏度以下),这些高温高湿的气体迅速和周围环境空气混合,温度迅速下降,湿度急剧增大,再加上喷出的颗粒状灰尘,从而凝结产生飞机尾迹。  飞机尾迹的形成除与周围环境大气的温度有关外,还取决于飞行高度上的湿度。经验表明,气温在零下40摄氏度至零下60摄氏度的高空中,若湿度在40%以上,或对流层顶附近湿度在60%以上,就有可能出现飞机尾迹。 能够产生飞机尾迹的空气层称为飞机尾迹层,尾迹层通常以一层为多,偶尔也会出现数层。尾迹层出现的高度除与大气中气温湿度等气象条件有关外,还与飞机的种类、飞行状态有关。一般在7~8千米高空,属于对流层上层,那里气温常年处在0℃以下,由于飞机发动机喷口排出的废气中含有一定量的水汽,当它遇到外界低温空气时,就凝结成冰晶,形成白色云带,这样拉出的烟叫作飞机的凝结尾迹。  废气尾迹多发生在距地面11千米以上的高空。   空气动力尾迹比较少见,飞机在接近饱和的空气中飞行,一般出现在螺旋桨和机翼的翼尖附近,空气因降压产生凝结,现在很多航空迷看到的边条翼拉出的白色水汽涡流,就是这么产生的。当水汽含量达到轻微过饱和而又没有相对应大小的灰尘颗粒(专业名叫气溶胶)做凝结核的话,水汽是不会凝结成水滴的。飞机飞过时产生的尾气提供了很多微小的气溶胶颗粒使得水汽凝结在上面形成水滴,就是大家所看到的飞机后面带的一条白线。


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