交通行為科學

飛機也有貓咪鬍鬚？

　有沒有觀察過，飛機鼻子上有一些凸出來的小裝備呢？

　在空中飛行時，飛機仰賴引擎提供推力來獲得「速度」。當帶著速度的機翼切過空氣時，飛機就能獲得飛行所需的「升力」，讓自己能浮在空中。

　瑞士物理學家白努利發現，機翼的升力與流經的空氣速度息息相關，因此對飛行員來說，「空速」就成了飛行時必須嚴加注意的條件。

　比如在順風和逆風環境下，機翼所能獲得的升力大小不同，因此飛行員就要考量空速，調整引擎的推力，才能保持飛行穩定。

大型客機駕駛艙旁配置了多套空速管系統。

液體氣體　皮托管都行

　不過，在天上要怎麼測量飛機與空氣之間的相對速度呢？很多人會想到氣象臺的「風速計」，從風速杯的轉速就能換算出風速。

　但是，這種風速計在結構設計上，只能應付到十五級風（相當於時速兩百公里的風速），面對飛機動輒數百、上千公里的時速可說是小巫見大巫。那麼，飛機該怎麼做才能確實測量空速呢？

　在飛機還沒有發明的十八世紀，法國的水利工程師亨利．皮托發明了「皮托管」，用來測量河水的流速。 

　皮托管是一個只有單向出口的管路，使用時，管路的出口要朝向水流。當水對著皮托管口流動時，水會「沖」進皮托管裡面，我們可以測量這個沖進管路裡的壓力大小，並稱它為「動壓」。可想而知，當水流動的速度越快，這個管口所測量到的壓力也會越大。

　在皮托管的側面，還會再開一個讓水可以流入的孔。由於這個開孔的方向和水流動的方向不同，因此不會受到水流的快慢影響，而是能得到「靜止水壓」的大小，也稱為「靜壓」。

　透過「白努利定律」分析動壓、靜壓的關係，就能得知有多少壓力是「水的流動」造成的，也就能計算出水流的速度了！

　後來，科學家把這種分析方法應用到飛機上，就能透過皮托管得知飛機身旁的空氣流速有多快。因此，也有人稱它為「空速管」。

戰鬥機空速管通常位於飛機前方。

安裝位置　會與時俱進

　為了讓飛行員可以精確掌握飛機的空速，早期設計飛機時，會傾向把空速管放在駕駛員附近。

　新一代的客機設計時，為了操作的安全、穩定、可靠，則會在飛機周身配置多套空速管系統，以多重來源確保飛航安全。

　當飛機速度越來越高，還要考量飛機外形影響空氣流動的現象。因此空速管的設置，就要依飛機造形調整，好降低偵測時的偏差。

　二十世紀高速飛行的戰鬥機，空速管都設置在飛機最前端，以提供最精確的空速資料給飛行員。不過，隨著氣動力設計的精進，新一代戰機的空速管又回到駕駛艙的兩側，不再位於正前方了。

飛安關鍵　動靜壓系統

　如果沒有動、靜壓系統，飛機能飛嗎？其實歷史上，就曾經因為動、靜壓管路系統堵塞（例如高空的積冰、清洗作業未移除的保護膠帶），導致多次空難事故。

　因此，飛行員與維修人員，在飛機起飛前，會一再的檢查這些管路是否正常，以確保飛行安全。

　這些位於飛機機鼻兩側的皮托管系統雖然不顯眼，卻是飛行中不可或缺的必要裝備，簡直就像是貓咪的鬍鬚呢！