为什么温暖的空气使飞机更难起飞_一文解答

随着气候变化在过去几十年中的影响,世界各地的平均气温都有所上升。许多行业正试图减轻气温上升的影响,并适应已经发生的变化。其中的一个行业是商业航空旅行。

《气候变化》杂志于2020年2月和剑桥大学出版社于2021年12月发表的研究表明,随着时间的推移,空气变暖实际上使飞机更难起飞。

研究人员从10个希腊机场收集了气候数据和起飞遥测,其中一些数据可以追溯到1955年。两辆车用于研究:一架名为De Havilland Q400的短程螺旋桨驱动飞机和空中客车A320喷气式客机。

高温如何影响航空旅行?

总体而言,数据显示,随着温度的升高,空气密度下降,导致起飞速度减慢。随着时间的推移,这对航空旅行产生了明显的影响。对于希俄斯机场的Q400涡轮螺旋桨飞机,研究人员绘制出,现在的平均起飞距离比1974年长328英尺(100米)。这可能会给使用较短跑道的终端带来真正的问题。

英格兰克兰菲尔德大学航空和环境副教授、2020年研究的作者之一盖伊·格拉顿断言,许多空中交通管制员可能没有意识到这种影响。“我不认为大多数人注意到气候变化的趋势,因为他们的工作是根据最新的观察和预测来规划每天的航班。在平均影响变得明显和显著之前,你真的需要观察至少十年内的变化,就像我们在论文中所做的那样。”

除了延长跑道外,航空旅行专家还必须降低车辆重量来解决空气密度问题。这可能意味着减少飞机上的乘客人数和允许的货物数量。2020年的研究发现,在希俄斯,允许的最大起飞质量从1974年的约165,350磅(75,000公斤)减少到2017年的152,000磅(69,000公斤)。随着时间的推移,承载能力下降了8%。就热浪而言,我们已经看到航空公司不得不完全因为热空气而取消机票或地面航班。

尽管希腊的研究表明,气候变化与飞机效率之间存在明显的相关性,但我们还不知道这些影响将在全球每个机场产生什么影响。研究中的几条跑道显示,随着时间的推移,它们的起飞几乎没有变化。在学习期间,一个人的距离甚至略有缩短。

“世界各地的条件变化并不均匀——正如您在我们的论文中看到的,即使在希腊内部,不同的地点的温度和风力也不同变化,而且它们的跑道处于不同的对齐和长度,因此效果不会均匀。事实上,如果你足够努力,你会发现一些气候变化实际上改善了条件的地方。当然,平均而言,其效果是持续变暖空气,降低风力,从而增加起飞距离(或跑道长度有限,减少有效载荷)。

气温上升对消费者的可能影响

Gratton补充说,这个问题对于大型飞机来说更明显,他指出:“在喷气式飞机上,条件的变化往往更明显——这只是因为它们往往需要更多的跑道,因此更容易受到增加起飞距离的条件的影响。”大型喷气式飞机正是该行业用于大众运输和航运的,因此这对每个需要这些服务的人来说都带来了一个问题。

由于燃料成本和其他经济因素,在整个行业历史上,航空公司费用呈上升趋势。这通常会导致更高的价格和更少的方便客户。较低的起飞重量已经导致费用增加,这是理所当然的。毕竟,如果一家航空公司必须更挑剔它能承载多少重量,那就会消耗其利润潜力。

起飞后的效果呢?

根据格拉顿的说法,气候变化的影响在起飞后也会继续。在高海拔地区,风和温度的变化将使长途飞行变慢,在某些路线上,会增加与湍流接触的频率和严重性。这得到了团队2021年后续研究的数据的支持。速度变慢意味着效率下降,燃料燃烧更多,这也可能会增加机票成本。

这可能会给行业进一步激励,在未来追求更高效的发动机和机身设计。“在许多地方,其影响要么是减少有效载荷(因此乘客减少,要么减少燃料——后者缩短了续航里程),要么只是增加了起飞距离。我们还可以预计噪音占地面积会增加,因为飞机会更平坦或动力更强。当然,客机通常服役约20年,因此有机会在改进的飞机设计中解决这个问题,这些设计也在不断改进,以减少燃料燃烧、噪音排放等。”

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