飞机朝东飞省油还是朝西飞省油?

如果从纯地球自转角度来考虑,无论是朝东飞还是朝西飞,两者这没有任何区别。但因为存在大气环流,不同方向飞的时就会存在顺风和逆风飞行,而且在地球不同纬度时还不一样!但对于飞行员来说,宁愿碰到逆风也不要遭遇强顺风!

不是说地球自转么?为什么朝东和朝西飞都没区别?

相信各位都知道,地球自转方向为自西向东,飞机朝东飞和朝西飞的区别:就像一辆行驶的汽车上往下跳,那么很明显朝行驶方向跳来得更远一些,不信各位可以试试看,所以飞机朝东飞比较省油,不应该是这样吗?

其实以上答案对了一半,从行驶的车上往下跳的时,方向超前明显远很多,因为你起跳时和落下时两个参考系,汽车是运动的,而地面则相对静止,因此这个这个系统中,答案是对的!但飞机为什么不会省油呢?

道理也很简单,各位可以在高铁的走廊里立定跳远试试,是朝前进方向会远一点呢还是反方向会远一点?其实两者是一样的,因为你相对于高铁车厢是静止的,在这个参考系中,你怎么折腾都一样。

所以飞机在地球上飞,就像一个封闭的空间内,无论飞机怎么飞,它都一样的油耗!

为什么在不同的纬度飞,飞机的油耗会不一样?

上文说了地球自转不会对飞机造成影响,但因为地球是一个有着厚厚大气层的行星,自转和太阳的热辐射综合作用下,形成了大气环流,这是地球上非常重要的循环,它不仅带来温度平衡,还重新分配了水汽,不过在不同的维度,这个环流的方向是不一样的。

地球上主要的几个大气环流

上图中总共有六个主要的风带,但其实只有三个,因为南北半球是对称,当然只是示意图,各个风带会因为地形关系,并不会是一条直线,甚至都弯弯曲曲!

极地东风带:主要由来自低纬度的热空气在极地下沉,在地球自转的偏向力影响下向西偏转,形成了极地东风带,这个东风带与低纬度的西风带相遇后,还会形成极地环流,北半球冬季的天气受到极地环流影响非常大。

极地涡旋

西风带:形成的原因是低纬度地区的热空气和极地冷空气遭遇,下沉过程中受到地球自转形成的风带,西风带非常强劲,而且西风带也是主要的水汽循环带,因为它会将大海的水汽带向陆地,形成降雨,而南半球因为大陆比较少,西风带风力更为强劲。

信风带:赤道地区的热空气上升后向两极扩散,到南北纬30度时热空气转冷开始下沉,此处气压比较高会向赤道回流,同时受到自转科氏力影响形成了北半球吹东北风,南半球吹东南风。

六个行星风带,三种类型,所以当飞机在不同的维度飞行时,它遭遇的风向是不一样的,不过大家都知道顺风比较省油,逆风比较费油!而古人早就明白这个道理了,所以他们将信风称之为贸易风,因为可以用个固定时间出现的风来环球航行。

为什么说飞行员宁愿逆风也不要强顺风?

各位应该看过《中途岛》或者《珍珠港》,战斗机在航母上起飞的时候航母会有两个操作:

第一是逆风行驶

第二是将航母速度提至最高

为什么要这样操作?那是因为现代飞行器都是空气动力学为主,机翼利用的是伯努力原理+机翼迎角产生的升力让飞机飞起来的,二战的螺旋桨战斗机起飞速度尽管要求不高,不过就100多千米,甚至有低于100千米的

大黄蜂航母舰载机:F4F

但航母的甲板长度不过200来米,比如二战著名大黄蜂航母飞行甲板长度为228.6米,而且战斗机排队起飞,也就100多米的距离,速度不够,因此需要迎风+全速前进,再加上飞机发动机全开后起飞。

大黄蜂号航空母舰

当然现代航母有了弹射器之后还是需要这般魔性操作,在地球人的飞行器还是利用空气动力之前,尽量迎风起飞是不可避免的事情。

为什么飞行员宁愿逆风?

飞行时就不需要升力了吗?当然需要,如果逆风,那么即使飞机不前进至少它还能保持升力翱翔在空中,假如遭遇超强逆风的话,估计就麻烦了,比如飞机前进速度200千米/小时,顺风100千米/小时,那么在机翼上能产生升力的速度就只有100千米/小时了,估计飞机就会失速坠毁!

不过现代客机时速都在900千米/小时左右,一点顺风影响的升力并不大,所以影响相对比较小,但有一个飞行员是最害怕的,就是遭遇风切边,特别是低空风切边!

风切变示意图

其实上图是风切变的一种,垂直方向上气流速度剧烈变化,会让进入气流的飞行器失去升力而坠毁,水平方向上则会突然升力增加或者减小,如果是微下击暴流的话,则会突然抬头和低头,无论哪种都非常危险,但尤其是垂直风切边非常危险,低空遭遇飞行器失事概率很高。