他山之石 2期

话说“飞机拉烟”

碰上晴朗的日子，常常会看到喷气式客机在高空飞行时，机身后边出现一条或数条长长的“白烟”，人们习惯地称之为“飞机拉烟”。其实，这些并不是从喷气发动机中喷出来的烟，而是飞机排出的废气与周围空气混合后，因水汽凝结形成的特殊现象，飞行界和航空气象学上称它为“飞机尾迹”。

按成因，“飞机尾迹”可分为废气尾迹、空气动力尾迹和对流性尾迹。废气尾迹又细分为废气凝结尾迹和废气蒸发尾迹。其中人们最常见的是废气凝结尾迹。

简单说来，喷气式客机所用到的燃料是航空煤油，它在燃烧时会产生大量水汽和热量。飞机在飞行时要消耗大量燃料，所产生的水汽和部分热量随废气排出，进入大气层，并与周围空气迅速混合而出现凝结现象。这个形成过程与人们常见的地面上的露水、霜和空中的云不同。它是未饱和的周围环境空气，与飞机排出的废气混合后达到饱和形成的凝结尾迹。

飞机在高空飞行时，上述混合气体的饱和程度取决于热量与水汽增量两者的净效应。当“增湿效应”占优势并超过临界值时，就会有凝结尾迹形成；反之当“增热效应”占优势时，则不会发生凝结现象，也就不会出现凝结尾迹。由于废气的增热与增湿效应是一定的，因此是否会出现凝结现象，取决环境空气自身的温度、湿度和大气压力。

从事气象工作的人都知道，环境空气的饱和水汽压会随温度的升高而增大，这被称为“增热效应”。当初始温度较高时，环境空气的饱和水汽压随温度升高增大得快；而当初始温度较低时，环境空气的饱和水汽压随温度升高增大得慢。如此，当飞机废气带着一定的水汽量和热量进人时，如果环境空气温度低，那么热量对饱和水汽压的增大效果就不明显，“增湿效应”占优势，促使混合气体很快达到饱和，形成凝结尾迹。反之，如果环境空气温度高，“增温效应”占优势，废气中的热量使环境空气的饱和水汽压随温度升高增大得快，不足以使环境空气达到饱和水汽压，就无法形成凝结尾迹。

简而言之，当环境空气温度高时，人们不大容易看到飞机的凝结尾迹。只有当环境温度相当低（通常低于40℃）时，才有可能出现飞机凝结尾迹。相关资料表明，环境空气温度为60～41℃，约占出现“飞机尾迹”总数的86%；环境温度高于40℃或低于-60℃时，则很少出现“飞机尾迹”现象。总的说来，冬天出现的概率多于夏天。

“飞机尾迹”的厚度基本不随季节变化，平均厚度约为1～2km。冬季会薄一些，夏季厚一些。在较厚的飞机凝结尾迹中，其内部的长度和浓度也不一样：通常底部长度较短、浓度较低；向上逐渐加长、变浓；达到一定高度后，又变成了断断续续、浓度较低的尾迹。

在我国的南方和北方，飞机尾迹出现的高度也不尽相同。在华北地区，尾迹一般离地面8～13km，其中在11～12km高度上出现最多。尾迹一旦形成，一般可维持30～40min，然后逐渐变成类似“高云”的云层；若环境中气流扰动作用强，飞机尾迹很快就会消失。

飞机尾迹有重要的军事价值，一直为各国军事家所重视。如喷气式战斗机在巡航高度上飞行时，最容易出现尾迹。而在空战时，尾迹很容易暴露飞机的航迹和位置。为了避免暴露目标，飞行员必须清楚自己所驾驶飞机的尾迹所出现的高度层，并选择脱离最有可能出现尾迹的高度，以达到隐蔽自身的目的。