航空科普01 — “飞机云”是如何形成的？

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李志《天空之城》这样唱到“飞机飞过天空，天空之城在哭泣”，果不其然，飞机飞过两行泪啊这是。

其实这种现象在气象学上称为凝结尾迹或飞机尾迹，我们常说的“飞机拉烟”、“飞机云”就是它了。

一、飞机尾迹如何形成的？

既然是云，那么就与云形成的本质一样，我们知道云的形成是水蒸气的凝结，这个凝结就有三层意思，一要有水蒸气，二要有适宜的温度，三要有凝结核（微尘）。所以“飞机云”也一样，但必须指出的是飞机云的成因有两种，一种是由于喷气发动机废气引起的，另一类是有气压降低造成的。

（1）喷气发动机废气引起

飞机向前飞的时候 ,机身原来所占的空间需要由周围空气来填补 ,有时飞机飞得实在太快了 ,可以超过声音的速度 ,而空气又是热的不良导体 , 周围空气填补过来的过程相当于一个绝热膨胀的过程 , 空气的温度会一下子降低。

在高空中 , 本来就有很多水蒸气 ,温度一降低 , 饱和蒸汽压也跟着降低 ,周围的水蒸气就达到了饱和状态 ,满足了形成云的第一个条件。然后，飞机燃料燃烧会排放出烟尘 ,这正好充当了凝结核心。于是飞机后面的水蒸气在这些烟尘的周围 , 迅速凝结起来 ,形成许多小水滴和小冰晶。这就是我们看到的飞机后面长长的尾迹。以上这种情况是要依赖飞行大气环境的，一般出现在飞行高度为8000米的高空。所以我们还是比较少见。

所以为了观赏，有了“飞机拉烟”，飞机可以使用拉烟剂，如硫酸酐，使其装在飞机内的高压容器中 , 呈液体状态 , 当飞行员打开阀门时 , 硫酸酐从高压容器中喷出与空气中的水汽结合形成烟雾 ,如果再加上不同的配料 ,烟雾就可呈现出鲜艳的颜色。[1]

图片来自中国新闻网

这种方法形成的烟雾虽然很好看 ,但对飞机表面有腐蚀作用 ,所以在设置喷嘴时 ,必须保证不使烟雾喷到机体上。还有一种简便方法 :将柴油喷向喷气发动机的尾喷口 ,也可产生浓浓的白烟。所以这种方法“拉烟”不需要太快的速度。

（2）飞行导致气压降低引起

这种效应在潮湿的天气较为常见。飞机高速飞行时，飞机的机翼会引起机翼附近的气压下降，从而导致温度下降。气压和温度下降的综合效应会导致空气中的水凝结并形成后缘涡流。喷气机引擎废气产生的凝结尾常见于高海拔地区，并且出现在每个引擎的后部。而这种由于气压下降造成蒸气尾迹的情形则是，常见于湿度较高的低海拔区域，并且在翼梢和襟翼后部而不是在喷气机引擎后部。

二、除了观赏你还应该知道

其实除了观赏，飞机云在军事活动中很有意义。可以利用飞机尾迹云来迷惑对方，甚至从心理上打击对方。

1952 年 12 月 5 日 , 我空军曾经利用凝结尾迹打了一个漂亮的胜仗。那天下午,美军 12架 F -86 飞机进犯我丹东地区。我军 10 架米格 -15 飞机立即升空迎战。当时碧空少云 , 凝结尾迹下限高度为 1 .1 万米。我机在1 .05 万米、1 .1 万米和 1 .2 万米 3 个高度作了多层次配置 ,部分飞机利用凝结尾迹故意暴露目标 , 另一些飞机避开凝结尾迹层进行隐蔽。战斗中 ,敌机没有发现我方隐藏的飞机 , 疯狂扑向我方故意暴露的那几架飞机。另外方向的我机从侧后突然攻击敌机 ,经过短暂而激烈的交火 ,成功击落敌机两架。[2]

“空中国旗”心理战。利用飞机尾迹在空中“画”国旗进行空中心理战的战例发生在海湾战争期间的一天傍晚。

伊拉克国旗1991-2004（图片来自百度百科）

美军两架喷气式飞机高速飞到科威特沙漠伊军阵地上空。两架飞机凭借着机尾喷出的长长的“气尾”和高超的飞行技巧 , 很快就在沙漠上空“画”了一幅巨大的伊拉克国旗。这时 , 伊军阵地上映出一公里长的伊拉克国旗的影子。“这是上天的恩赐和暗喻 ,我们一定取胜 !”谁知正在这时 ,“画”好国旗后的两架美机突然又神速折回。它们各喷出一条浓浓的“白尾” , 互相交叉地飞行 , 在这面国旗上毫不留情地打上一个贯通上下的大“×”。[2]

对于美军这套路，作者表示服。说起海湾战争，它是第二次世界大战后美国首次打赢的大规模局部战争，战争中美国以最小的代价取得了意想不到的戏剧性的胜利而告终。这种“制空权”、“制天权”、“制频权”优势作战体系，给当时的中国狠狠的上了一课，原来战争可以这么打，一个“超立体”战争概念已经形成。

参考文献：

[1]飞机为什么会拉烟. 田武.

[2]妙用尾迹歼敌机 . 陈昱澍 张敬良.

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