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在飛機(jī)提速的過程中，又一種現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)了。實(shí)踐中駕駛員注意到每當(dāng)飛行速度增大到800千米／小時(shí)以上時(shí)，飛機(jī)就像撞上一堵無形的墻，速度就再也提不上去。這種特殊現(xiàn)象就是音障。聲音的速度為什么和飛行速度有關(guān)聯(lián)?學(xué)過物理的人都知道聲音是靠空氣分子振動產(chǎn)生的波來傳播的。如果一架飛機(jī)以低于音速的速度飛行時(shí)，由它所引起的空氣分子的振動，也就是聲音以一個(gè)分子推動下一個(gè)分子的方式，以音速向四面八方形成層層波動傳播。當(dāng)飛機(jī)到來時(shí)，飛機(jī)前方的空氣分子已處于運(yùn)動狀態(tài)，飛機(jī)就很容易從其中穿過。但如果飛機(jī)的飛行速度和聲音的速度一樣的話，那么位于飛機(jī)前方的空氣分子都處于靜止?fàn)顟B(tài)。飛機(jī)到來時(shí)，這些空氣分子被迫移動，可這些分子前方的分子同樣也是靜止的，于是飛機(jī)前方的空氣就被一層又一層地壓縮到一起，形成一堵無形的墻。此處空氣密度增大，壓力也大，溫度也增高，在航空術(shù)語中稱其為激波。飛機(jī)如想沖破這堵墻必須耗費(fèi)成倍的能量，飛機(jī)機(jī)身所使用的材料也必須更加結(jié)實(shí)和耐熱，否則飛機(jī)結(jié)構(gòu)就可能遭到破壞。音速隨著高度和溫度的不同而變化。近地面的音速高，在高空中音速低，在溫度為l5℃的海平面上的音速為l227千米/小時(shí)，而在萬米高空，音速只有1080千米／小時(shí)。飛機(jī)研制者們還發(fā)現(xiàn)當(dāng)飛機(jī)飛行速度接近800千米／小時(shí)的時(shí)候，雖然此時(shí)的速度遠(yuǎn)低于音速，但活塞式飛機(jī)的螺旋槳會先折斷，機(jī)翼也會因?yàn)榈挚共涣司薮蟮淖枇Χ蹟唷＝?jīng)過研究發(fā)現(xiàn)原來這仍然是激波在作怪。螺旋槳在正在飛行中的飛機(jī)上旋轉(zhuǎn)，雖然飛機(jī)的飛行速度并未達(dá)到音速，可是在螺旋槳上運(yùn)動最快的槳尖部分，它的運(yùn)動速度是飛機(jī)飛行速度與旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的速度之和，它已經(jīng)超過了音速。于是在槳尖上就產(chǎn)生了激波，被稱為局部激波。在局部激波產(chǎn)生的部位就會受到巨大的阻力，這就可以解釋螺旋槳為什么會在這種情況下斷裂。對于機(jī)翼情況也是一樣的。機(jī)翼上表面氣流流動的速度比其他部分氣流的流動速度快，當(dāng)飛機(jī)飛行時(shí)，盡管其他部分尚未達(dá)到音速，可是機(jī)翼上部卻已達(dá)到了音速。由于阻力迅速增加，機(jī)翼就受到嚴(yán)重?fù)p壞甚至完全折斷。現(xiàn)實(shí)提出了挑戰(zhàn)，如果不能有效地解決局部激波，飛機(jī)的飛行速度甚至連800千米／小時(shí)也達(dá)不到。用噴氣發(fā)動機(jī)去掉了螺旋槳，解決了它所帶來的問題；把機(jī)翼改進(jìn)為后掠翼，使在機(jī)翼上表面垂直于機(jī)翼方向的空氣流速降低了，局部激波發(fā)生的時(shí)間被推遲了，解決了機(jī)翼產(chǎn)生激波的問題。噴氣飛機(jī)的飛行速度提高到1000千米／小時(shí)，活塞式發(fā)動機(jī)的飛機(jī)速度則超不過600千米／小時(shí)。來源：中國民航局

噴氣式發(fā)動機(jī)產(chǎn)生推力的原理與螺旋槳不一樣，但也有相似之外。噴氣發(fā)動機(jī)是從內(nèi)部把氣體不斷排向后方，利用氣體的反作用力產(chǎn)生推力。與螺旋槳最大的不同是飛機(jī)上的噴氣發(fā)動機(jī)不是把外面的空氣向后排去而是將外部空氣吸入內(nèi)部以后，再由內(nèi)向外將這些氣體排出。由此而產(chǎn)生的效果與前者是完全一樣的。在生活中也可見到類似的例子：如一只氣球，封口突然漏了，氣球會快速飛出去；海水中的墨斗魚，肚子里裝滿了液體，遇到緊急情況，它迅速排出這些液體，就能閃電般地逃離險(xiǎn)境。用什么辦法才能把氣體源源不斷地吸入到發(fā)動機(jī)內(nèi)部，加熱使其膨脹后再快速向后噴放出來?這是擺在科學(xué)家面前的一道技術(shù)難題。現(xiàn)在飛機(jī)上安裝的噴氣發(fā)動機(jī)都包括有壓氣機(jī)和渦輪，所以又叫做渦輪噴氣發(fā)動機(jī)。它的外形是長筒狀。最前面的一段是進(jìn)氣道。緊挨著的是壓氣機(jī)，這是一組帶有葉片的圓盤，每一個(gè)圓盤叫一級，一個(gè)壓氣機(jī)可以有5～17級。圓盤轉(zhuǎn)起來后，每一級就是一個(gè)風(fēng)扇可以把空氣向后面的一級壓去。空氣被吸入后，每向后吹一級就被壓縮一次。越往后吹，空氣被壓縮的程度就越高，直到被送入后面的燃燒室。燃燒室是由一個(gè)環(huán)狀的筒子或是一些環(huán)狀排列的管道，與其中持續(xù)閃著火花的點(diǎn)火嘴組成。空氣和燃油在此混合后被點(diǎn)火嘴點(diǎn)燃并且迅速膨脹，這種高溫氣體以極快的速度向后沖出。后邊就是渦輪，它也是一組帶有葉片的圓盤，可以有1級到多級，它從高速氣流中獲得轉(zhuǎn)動所需的能量，然后快速轉(zhuǎn)動起來。渦輪軸穿過環(huán)狀燃燒室與壓氣機(jī)相連，它帶著壓氣機(jī)轉(zhuǎn)動。高壓氣體通過渦輪后經(jīng)尾噴管以高速向后排出，由它產(chǎn)生的反作用力變成向前的推力。噴氣發(fā)動機(jī)與活塞式發(fā)動機(jī)相比，它不僅不需要用螺旋槳產(chǎn)生推力，也不需要封閉的氣缸和活塞。它只是一個(gè)把燃油和空氣混合并且使其燃燒的筒子。渦輪的作用是用來帶動壓氣機(jī)旋轉(zhuǎn)。由于省掉了螺旋槳和氣缸等一批部件，噴氣式飛機(jī)的重量就比老式飛機(jī)減輕了許多，這就為飛機(jī)提速創(chuàng)造了一個(gè)很重要的條件。來源：中國民航局

旅客和貨物都到了地面以后，這架飛機(jī)又開始了新一輪的飛行準(zhǔn)備，上水、加油等等工作又在緊張地進(jìn)行。飛機(jī)僅僅停留40分鐘到1個(gè)小時(shí)左右以后，另一個(gè)全新的機(jī)組開始執(zhí)行新的航班任務(wù)。先前的機(jī)組人員則被安排去休息了。飛機(jī)要盡量提高使用率，也就是必須多飛。對于航空公司來說只有多飛，它才能多賺錢。飛機(jī)每天的飛行小時(shí)數(shù)叫做飛機(jī)日利用率。它是航空公司經(jīng)營水平的一項(xiàng)重要指標(biāo)。中短程飛機(jī)由于起降較多，在中途機(jī)場停留占用了一些時(shí)間，一般平均日利用率在6小時(shí)以上，遠(yuǎn)程飛機(jī)可達(dá)到11—12小時(shí)。飛機(jī)每天在空中飛行的時(shí)間比較長，但駕駛員不可能長時(shí)間持續(xù)工作，因?yàn)轳{駛飛機(jī)很不容易，不僅要求他們精神高度集中，不能出半點(diǎn)差錯，而且體力消耗也很大。各國民航當(dāng)局都對駕駛員的飛行時(shí)間做出了嚴(yán)格的規(guī)定。現(xiàn)在被普遍采用的規(guī)定為：駕駛員連續(xù)飛行時(shí)間不得超過4小時(shí)；每月累計(jì)飛行時(shí)間不得超過100小時(shí)。用此規(guī)定來防止疲勞駕駛。不少國家都把這一規(guī)定視同法律，違規(guī)者要受到法律制裁。所以航程在4個(gè)小時(shí)以上的航班，飛機(jī)上都要配備2個(gè)以上的機(jī)組。人歇馬不歇，飛機(jī)可以長時(shí)間在天上飛，但駕駛員卻每4小時(shí)就得換一班。通過隨一位機(jī)長做一次航班的旅行，我想讀者可以大致了解一家航空公司的具體運(yùn)作情況，每一次航班有多少人在為它服務(wù)，又有多少個(gè)銜接緊密的工作環(huán)節(jié)，而且每一環(huán)都必須嚴(yán)格認(rèn)真，不能有半點(diǎn)疏漏。民航運(yùn)輸業(yè)經(jīng)過近百年的實(shí)踐發(fā)展，已經(jīng)建立起一套完整嚴(yán)格的管理機(jī)構(gòu)和制度，培養(yǎng)出大量的人才在各個(gè)部門從事技術(shù)和管理工作。有了他們高超的技術(shù)和敬業(yè)的工作精神，民航才能以很快的速度發(fā)展為世界經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，航空運(yùn)輸才能成為當(dāng)今世界上最安全的運(yùn)輸方式。來源：中國民航局

從飛機(jī)問世直到20世紀(jì)40年代初期，所有飛機(jī)無一例外都裝備和使用活塞式發(fā)動機(jī)和螺旋槳，此后，當(dāng)需要不斷提高飛機(jī)的速度時(shí)，設(shè)計(jì)者們又面臨著新的困難。他們發(fā)現(xiàn)當(dāng)飛機(jī)速度提高到接近800千米／小時(shí)時(shí)，螺旋槳產(chǎn)生的推力不夠用了，活塞式發(fā)動機(jī)的效率也降低了；如果試圖用增加功率的辦法增加動力，那么此時(shí)的活塞發(fā)動機(jī)就像當(dāng)年的蒸汽機(jī)一樣變得沉重不堪。歷史上記載：為了創(chuàng)造飛行速度記錄，有些勇敢的駕駛員奮不顧身地駕機(jī)從高空向下俯沖，多數(shù)試驗(yàn)者所駕的飛機(jī)不是螺旋槳折斷了，就是飛機(jī)在空中解體，結(jié)局是機(jī)毀人亡。想在裝有活塞式發(fā)動的飛機(jī)上提高飛行速度的夢想破滅了。后來經(jīng)過科學(xué)家的苦苦探索，1937年德國和英國幾乎同時(shí)發(fā)明了噴氣式發(fā)動機(jī)。這種新型的發(fā)動機(jī)可以使飛機(jī)沖破以往的飛行速度極限。把它安裝在飛機(jī)上，這種飛機(jī)就叫做噴氣式飛機(jī)。來源：中國民航局

飛機(jī)距離目的地機(jī)場半小時(shí)時(shí)，機(jī)組又開始忙碌起來，此時(shí)飛機(jī)準(zhǔn)備進(jìn)入下降階段。按照規(guī)定程序或區(qū)域管制員的指示，飛機(jī)從航路上下降到4000米左右的高空，進(jìn)入進(jìn)近管制員的責(zé)任范圍，飛機(jī)進(jìn)入進(jìn)近階段。機(jī)長接通進(jìn)近管制員的頻道，管制員根據(jù)空中的交通狀況可以讓飛機(jī)等待或引導(dǎo)飛機(jī)對準(zhǔn)跑道直接著陸。飛機(jī)繼續(xù)降低高度。管制員用雷達(dá)把飛機(jī)引導(dǎo)到離跑道20千米左右的指定點(diǎn)上空，這時(shí)飛機(jī)的高度已經(jīng)在1000米以下，進(jìn)近階段完成。于是飛機(jī)進(jìn)入飛行關(guān)鍵的最后階段——著陸階段。飛機(jī)被移交給塔臺管制員指揮，機(jī)長接通塔臺管制員的頻道請求著陸。如果管制員同意著陸，飛機(jī)就進(jìn)入儀表著陸系統(tǒng)發(fā)出的無線電波束之中。機(jī)長調(diào)整飛機(jī)使它對準(zhǔn)跑道中心線，飛機(jī)按照儀表著陸系統(tǒng)指示的空中下滑航道下降。機(jī)長操縱手柄放出襟翼、起落架，艙內(nèi)立刻噪聲大作。機(jī)長又加大油門使發(fā)動機(jī)的推力增加，以抵消放出起落架而增大的阻力。副駕駛讀著檢查單，完成著陸前的檢查。飛機(jī)在400米左右的高度上斷開自動駕駛儀由機(jī)長直接操縱。盡管自動駕駛儀有完成飛機(jī)著陸的功能，但影響飛機(jī)著陸的因素太多，為了安全起見，著陸階段的飛機(jī)都是由機(jī)長親自操縱的。駕駛員用目視對準(zhǔn)跑道中心線，讓飛機(jī)保持著最佳的下滑角度。飛機(jī)逐漸減慢速度，降低高度。副駕駛讀著高度，機(jī)長右手扶在油門桿上用眼注視著跑道上的接地點(diǎn)。在飛機(jī)下降到?jīng)Q斷高度之前，機(jī)長或管制員如果發(fā)現(xiàn)飛機(jī)的速度、下降角度或其他方面出現(xiàn)問題，機(jī)長可以立即加大油門使飛機(jī)重新又爬升上去。當(dāng)飛機(jī)降低到飛行的決斷高度以下之后，飛機(jī)就不能復(fù)飛了。飛機(jī)繼續(xù)下降到離地高度l0米左右時(shí)，機(jī)長操縱機(jī)頭抬起，使飛機(jī)機(jī)身改平，由下滑狀態(tài)變?yōu)闄C(jī)頭微仰的水平飛行。因?yàn)榇藭r(shí)飛機(jī)的速度已經(jīng)很低，飛機(jī)需要較大的迎角保持升力。此后速度繼續(xù)減小到產(chǎn)生的升力小于飛機(jī)的重力，飛機(jī)飄落與地面平行接地。接地時(shí)主起落架先著地，然后前輪著地。在飛機(jī)前輪著地以后，機(jī)長啟動反推裝置，柔和地使用剎車，飛機(jī)就沿著跑道中心線慢慢停下來。塔臺上的空中交通管制員把飛機(jī)移交給地面交通管制員去指揮，由他通知機(jī)長把飛機(jī)從跑道上的某個(gè)出口駛出駛?cè)牖械馈Ｖ链耍w機(jī)的著陸階段才算完畢。機(jī)長按照地面管制員告知的路線及手中的地圖和地面上畫出的標(biāo)志，把飛機(jī)駛向機(jī)坪。如果機(jī)長不熟悉這個(gè)機(jī)場的情況或者走錯了路線，他可以要求派車引路。塔臺會派一輛引導(dǎo)車，在此車頂上裝有漆著“Follow me”(跟我來)字樣的牌子，由引導(dǎo)車將飛機(jī)導(dǎo)人機(jī)坪。在機(jī)坪上有機(jī)坪調(diào)度員雙手舉著一對圓形的指揮牌(夜間是發(fā)光的指揮棒)來指揮飛機(jī)。機(jī)長根據(jù)調(diào)度員的手勢把飛機(jī)準(zhǔn)確地停到停機(jī)位上。如果飛機(jī)要停靠登機(jī)廊橋，駕駛員就把機(jī)頭對正方向駛?cè)肜葮蚺缘耐C(jī)位，駕駛員根據(jù)在廊橋邊墻上的電子和光學(xué)顯示器分毫不差地把飛機(jī)停到指定的位置，機(jī)艙門對準(zhǔn)廊橋門。機(jī)艙門打開，旅客下飛機(jī)，貨物被卸下，駕駛員們輕松了。一次航班任務(wù)順利完成。來源：中國民航局

離開進(jìn)近管制區(qū)，飛機(jī)就飛人航路。航路上的空中交通管制叫做區(qū)域管制。它是由區(qū)域管制中心控制的，區(qū)域管制中心設(shè)在大城市附近，區(qū)域管制中心的管制員根據(jù)飛行計(jì)劃，批準(zhǔn)飛機(jī)進(jìn)入它的管制區(qū)域，當(dāng)飛機(jī)飛出它的管制區(qū)后，再把任務(wù)移交給相鄰的管制區(qū)。一個(gè)管制區(qū)的范圍很大，管制中心負(fù)責(zé)整個(gè)區(qū)域內(nèi)航路和航線網(wǎng)的交通管理。它又可劃分為高空管制區(qū)和中低空管制區(qū)。高空管制區(qū)提供對6000米以上的大范圍運(yùn)行的飛機(jī)的管制服務(wù)。我國已劃分了21個(gè)高空管制區(qū)并建立了10個(gè)高空管制中心，還有若干個(gè)中低空管制區(qū)。區(qū)域管制員依靠空地通話、地面通信和遠(yuǎn)程雷達(dá)來確定飛機(jī)的位置，進(jìn)而指揮調(diào)度飛機(jī)，保證飛機(jī)的飛行順序和間隔。如果一個(gè)管制區(qū)內(nèi)飛行任務(wù)特別繁忙，管制中心可以把空域分成幾個(gè)扇區(qū)。每一位管制員只負(fù)責(zé)一定角度范圍的扇形區(qū)內(nèi)的航線上的飛行。來源：中國民航局