飞机形成尾迹的原因是什么

原文作者：bingo  

相信很多小伙伴小时候最喜欢做的事情之一，就是看飞机在空中拉出长长的白烟，有的时候是一条，有的时候是好几条。可是仔细想想，飞机又不是蒸汽火车，为什么会“拉烟”呢？

这条“白烟”准确来讲，是一种“云”，在航空飞行界和航空气象学上，我们称之为飞机尾迹。飞机尾迹的本质，其实是喷气式飞机排出来的废气，与周围环境空气混合后，导致水汽凝结而成的特殊云系。不过这种云系和我们常见的地面上的露水、霜，甚至是空中的云都不太相同。飞机在高空飞行时排出的废气，会与环境空气相混，再说专业点，飞机燃料使用的航空煤油中含有大量的芳烃、烯烃等碳氢化合物，燃烧后会生成大量气态水。高温的水汽通过发动机尾喷管喷到空气中，遇到大气层中的冷空气后急剧降温、增湿，凝结成千千万万的小冰晶，形成了“小尾巴”。

飞机形成尾迹的原因有几种，不能一概而论。除了飞行表演的人为拉烟，还有被动拉烟，一种是废气尾迹，一种是空气动力尾迹，还有一种是对流性尾迹。

在这其中，废气尾迹是最常见的一种被动拉烟，废气尾迹大多是由飞机发动机的废气凝结而成的。在飞行中，喷气式发动机向后喷出含有大量水汽的高温气体，而高空环境的温度恰恰又很低（可达-40℃甚至更低），这些高温、高湿的气体与周围环境大气相混合后，温度急降、湿度大增，从而凝结出无数细小水滴，从地面上望去，就看到白色的飞机尾烟。

产生空气动力尾迹的过程则是：飞机在接近饱和的空气中飞行，螺旋桨和机翼的顶端附近空气绕过翼尖形成的螺旋状涡流所造成的，其实也就是翼尖涡流在特定情况下形成的小水珠。原理也很简单，飞机在飞行过程中，机翼下方的压力要大于上方的压力，在翼尖处形成翼尖涡流，涡流中心处空气气压降低，膨胀冷却，当遇到比较潮湿的天气，就会凝成小水珠，变成我们看到的飞机拉线。

对流尾迹则是喷出的废气和周边空气形成对流而产生的。这种尾迹往往出现在飞机身后几千到几十千米，尾迹很宽，而且维持的时间比较长。

除了我们平时见到的飞机拉“白烟”，在重大节日庆典中还可以看到一种“彩烟”。这种“彩烟”一般是特技飞机在进行航空表演时为了营造气氛，有意识地在机尾拉出一条彩色的烟带，在空中绕出各种美丽的造型来，这就是人为制造出来的“表演拉烟”。这两种拉烟的原理大致相同，只不过“彩烟”表演中，人们增加了一点配料，因而就形成了“彩烟”。表演中的飞机拉烟一般使用的拉烟剂是硫酸酐（三氧化硫）。在中学化学中，我们知道三氧化硫遇水会形成雾状的硫酸。硫酸酐装在飞机内的高压容器中，呈液体状态，当飞行员打开阀门时，硫酸酐从高压容器中喷出与空气中的水汽结合形成烟雾，如果再加上不同的配料，烟雾就可呈现出鲜艳的颜色。

编辑：黄飞