我們常常稱那些在地面極速行駛的汽車為“貼地飛行”,以形容速度之快,就像飛機在地上飛一樣。然而再怎麼快,四個輪子始終不可能真的離開地面還能讓汽車保持可控行駛狀态。但2021年9月4日,一位來自意大利的特級飛行員達裡奧·科斯塔就駕駛Zivko Edge 540飛機完成了一項前所未有的壯舉——“隧道裡開飛機”(這是“真貼地飛行”了),一舉創下了五項吉尼斯世界紀錄!
事件經過、5項紀錄
2021年9月4日早晨,飛行員達裡奧·科斯塔來到土耳其伊斯坦布爾一處公路隧道旁,接下來他将準備進行人類第一次在隧道裡開飛機的挑戰!
整個路線分三段構成,一開始是在一段長360米的隧道内部駕駛飛機起飛離地
随後離開隧道進入道路飛行
之後就是再進入一段長1160米的隧道内部飛行(該隧道的坡度和形狀是變化的)
最後離開并飛向天空。
最終挑戰大獲成功,共計耗時43.44秒,飛機距離地面的高度不到1米(最低僅有70厘米),并且其在第二段隧道内部飛行時,時速達到了245公裡每小時。并且一舉創造了五項吉尼斯世界紀錄:飛機首次從隧道起飛、飛機首次飛過隧道、飛機首次飛過兩個隧道、飛機飛過最長隧道、在固體障礙物下飛行時間最長。
飛行員事後非常激動,并且表示:為了這次挑戰,我已經練習了很久。達裡奧·科斯塔和他的團隊為此已規劃了一年多。
有多難?直觀來看,在隧道内部飛行,我們首先就會想到兩個難點:一個是如何保證飛機不與隧道發生碰撞,畢竟在那麼高的速度下,飛機和水泥一旦碰撞結果不堪設想;另一個就是如何讓飛機保持貼地飛行狀态,而不是貼地滑行,這一點也十分困難。
以上兩點,根據錄像以及飛行員的說法,我們知道隧道内部是一個狹窄的有限空間,因此飛機勢必要在合适的空間位置才能既保證飛行,又保證不能與地面或隧道内壁發生碰撞,所以飛機的飛行高度必須要保證在0.7到1米之間,而飛機機翼與隧道内壁的距離也要維持在3.5米左右,這樣一來才能保證飛機順利飛行。
然而想要保證這種精确度,肯定是需要飛行員手動操控飛機狀态的,但由于飛機的速度非常快(之前也說了,時速能達到245公裡),而這種精确度都是米級的,因此飛行員隻能進行微操,不可能像在高空飛行時,大開大合做“翻轉騰挪”之類的動作。而微操也決定了飛行員的反應速度要快,所以每次調整前留給飛行員的反應時間都不足0.25秒。
是不是覺着反應時間太嚴苛了?沒辦法,想要完成挑戰,飛行員就必須達到這個要求。因此達裡奧·科斯塔和他的團隊在紅牛訓練基地進行了嚴格的訓練,甚至還讓他駕駛汽車以每小時270公裡的速度穿行隧道,來真實體驗“隧道飛行”的感受。
然而難點還不止以上兩個,由于隧道空間較為有限密閉,因此當飛機在内部高速飛行時,勢必會遇到“雜亂”氣流的影響;還有就是實際的隧道場地并不是一個我們想象中的直線道路,而是一個坡度和形狀都有變化的隧道。
坡度變化是指:在隧道後段有一段上坡接下坡的路程。而形狀變化,見下面動圖(可以看出隧道的形狀從半圓形變為了四方形)
由于隧道内氣流變化與隧道的形狀結構也具有關聯,因而我們下面就把這兩點合到一起進行講解。
首先對于這種高度的飛行來講,肯定是符合超低空飛行的要求(高度低于100米),因而氣流對飛機的影響非常重要(尤其是起飛和降落過程),因為稍有不慎,就會導緻飛機觸地發生事故。
但這裡有一點好處就是,咱們是在隧道内飛行(挑戰當天的天氣還算可以,并且時間是早晨,隧道内外溫差較小),雖然空間狹窄了,但也隔絕了部分外界氣流的影響,比如說側風。
實際上在正式挑戰時,雖然飛機在隧道内沒有遇到側風影響,但是在兩段隧道之間的露天公路上則遭遇了側風,用飛行員事後的話來講:當我離開第一個隧道時,橫風(側風)一下子就把飛機帶偏了,當時我感覺周圍的一切都停止了(極度緊張),但随後我還是迅速做出了反應,調整飛機重回正确的路徑上。
其次還是因為在隧道内部的關系,飛機高速飛行以及隧道形狀的變化,依舊會産生“壞氣流”,這一點我們可以通過這樣一個“壓縮波”的例子進行理解,比如當列車高速進入一個隧道時,原先靜止在隧道内部的氣體,突然間被一個高速物體沿着一個方向進行擠壓(這個過程應該很好想象),那麼就會出現壓縮波,簡單來講就是這塊氣體的密度壓強相比于之後的氣體變大了。
雖然飛機的體積不及列車,并且飛機前端旋轉的螺旋槳葉也會影響氣體,但高速狀态下,壓縮波多少都是會存在的,加上本次挑戰本身就對飛行條件十分敏感,因而不容忽視。
這種氣體屬性的變化會影響飛行狀态,簡單來講,我們都知道飛機飛行時,一般會受四個力,分别是重力、升力、阻力、推力(拉力)
這幾者的平衡關系決定了飛機的飛行狀态。比如當阻力或推力發生變化時,就意味着飛機速度會變,而如此一來,升力也會跟着變化,而重力基本是恒定的,最終就會導緻飛機高度也發生變化。
那麼當飛機一開始進入隧道時,遇到壓強密度突然變大的氣體會怎麼樣呢?很顯然,除了重力以外的三個力都會變化。這還沒有結束,因為隧道後段的形狀又發生變化了,從半圓形變為了容積更大的四方形(先前依舊提到過),如此一來,壓縮波又将再次發生變化,因而總的結果就是飛機飛行狀态會産生波動,為了保證安全,意味着飛行員需要進行微操來糾正飛行。
總結想要完成這種飛行,除了要有高超的飛行技術,過人的膽量,也少不了大量的訓練,最後還要有一些好運加持!
除此之外,這次挑戰讓我想到了某款遊戲(GTA),有許多玩家都嘗試過飛機穿越隧道(如下動圖),可以說遊戲場景終于在現實世界完成了,哈哈。
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