牛人!隧道里开飞机,时速245公里,创5项吉尼斯纪录,有多难?
我们常常称那些在地面极速行驶的汽车为“贴地飞行”,以形容速度之快,就像飞机在地上飞一样。然而再怎么快,四个轮子始终不可能真的离开地面还能让汽车保持可控行驶状态。但2021年9月4日,一位来自意大利的特级飞行员达里奥·科斯塔就驾驶Zivko Edge 540飞机完成了一项前所未有的壮举——“隧道里开飞机”(这是“真贴地飞行”了),一举创下了五项吉尼斯世界纪录!
事件经过、5项纪录
2021年9月4日早晨,飞行员达里奥·科斯塔来到土耳其伊斯坦布尔一处公路隧道旁,接下来他将准备进行人类第一次在隧道里开飞机的挑战!
整个路线分三段构成,一开始是在一段长360米的隧道内部驾驶飞机起飞离地
随后离开隧道进入道路飞行
之后就是再进入一段长1160米的隧道内部飞行(该隧道的坡度和形状是变化的)
最后离开并飞向天空。
最终挑战大获成功,共计耗时43.44秒,飞机距离地面的高度不到1米(最低仅有70厘米),并且其在第二段隧道内部飞行时,时速达到了245公里每小时。并且一举创造了五项吉尼斯世界纪录:飞机首次从隧道起飞、飞机首次飞过隧道、飞机首次飞过两个隧道、飞机飞过最长隧道、在固体障碍物下飞行时间最长。
飞行员事后非常激动,并且表示:为了这次挑战,我已经练习了很久。达里奥·科斯塔和他的团队为此已规划了一年多。
有多难?
高速状态下,不发生碰撞且保持贴地飞行
直观来看,在隧道内部飞行,我们首先就会想到两个难点:一个是如何保证飞机不与隧道发生碰撞,毕竟在那么高的速度下,飞机和水泥一旦碰撞结果不堪设想;另一个就是如何让飞机保持贴地飞行状态,而不是贴地滑行,这一点也十分困难。
以上两点,根据录像以及飞行员的说法,我们知道隧道内部是一个狭窄的有限空间,因此飞机势必要在合适的空间位置才能既保证飞行,又保证不能与地面或隧道内壁发生碰撞,所以飞机的飞行高度必须要保证在0.7到1米之间,而飞机机翼与隧道内壁的距离也要维持在3.5米左右,这样一来才能保证飞机顺利飞行。
然而想要保证这种精确度,肯定是需要飞行员手动操控飞机状态的,但由于飞机的速度非常快(之前也说了,时速能达到245公里),而这种精确度都是米级的,因此飞行员只能进行微操,不可能像在高空飞行时,大开大合做“翻转腾挪”之类的动作。而微操也决定了飞行员的反应速度要快,所以每次调整前留给飞行员的反应时间都不足0.25秒。
是不是觉着反应时间太严苛了?没办法,想要完成挑战,飞行员就必须达到这个要求。因此达里奥·科斯塔和他的团队在红牛训练基地进行了严格的训练,甚至还让他驾驶汽车以每小时270公里的速度穿行隧道,来真实体验“隧道飞行”的感受。
隧道形状变化以及内部气流影响
然而难点还不止以上两个,由于隧道空间较为有限密闭,因此当飞机在内部高速飞行时,势必会遇到“杂乱”气流的影响;还有就是实际的隧道场地并不是一个我们想象中的直线道路,而是一个坡度和形状都有变化的隧道。
坡度变化是指:在隧道后段有一段上坡接下坡的路程。而形状变化,见下面动图(可以看出隧道的形状从半圆形变为了四方形)
由于隧道内气流变化与隧道的形状结构也具有关联,因而我们下面就把这两点合到一起进行讲解。
首先对于这种高度的飞行来讲,肯定是符合超低空飞行的要求(高度低于100米),因而气流对飞机的影响非常重要(尤其是起飞和降落过程),因为稍有不慎,就会导致飞机触地发生事故。
但这里有一点好处就是,咱们是在隧道内飞行(挑战当天的天气还算可以,并且时间是早晨,隧道内外温差较小),虽然空间狭窄了,但也隔绝了部分外界气流的影响,比如说侧风。
实际上在正式挑战时,虽然飞机在隧道内没有遇到侧风影响,但是在两段隧道之间的露天公路上则遭遇了侧风,用飞行员事后的话来讲:当我离开第一个隧道时,横风(侧风)一下子就把飞机带偏了,当时我感觉周围的一切都停止了(极度紧张),但随后我还是迅速做出了反应,调整飞机重回正确的路径上。
其次还是因为在隧道内部的关系,飞机高速飞行以及隧道形状的变化,依旧会产生“坏气流”,这一点我们可以通过这样一个“压缩波”的例子进行理解,比如当列车高速进入一个隧道时,原先静止在隧道内部的气体,突然间被一个高速物体沿着一个方向进行挤压(这个过程应该很好想象),那么就会出现压缩波,简单来讲就是这块气体的密度压强相比于之后的气体变大了。
虽然飞机的体积不及列车,并且飞机前端旋转的螺旋桨叶也会影响气体,但高速状态下,压缩波多少都是会存在的,加上本次挑战本身就对飞行条件十分敏感,因而不容忽视。
这种气体属性的变化会影响飞行状态,简单来讲,我们都知道飞机飞行时,一般会受四个力,分别是重力、升力、阻力、推力(拉力)
这几者的平衡关系决定了飞机的飞行状态。比如当阻力或推力发生变化时,就意味着飞机速度会变,而如此一来,升力也会跟着变化,而重力基本是恒定的,最终就会导致飞机高度也发生变化。
那么当飞机一开始进入隧道时,遇到压强密度突然变大的气体会怎么样呢?很显然,除了重力以外的三个力都会变化。这还没有结束,因为隧道后段的形状又发生变化了,从半圆形变为了容积更大的四方形(先前依旧提到过),如此一来,压缩波又将再次发生变化,因而总的结果就是飞机飞行状态会产生波动,为了保证安全,意味着飞行员需要进行微操来纠正飞行。
总结
想要完成这种飞行,除了要有高超的飞行技术,过人的胆量,也少不了大量的训练,最后还要有一些好运加持!
除此之外,这次挑战让我想到了某款游戏(GTA),有许多玩家都尝试过飞机穿越隧道(如下动图),可以说游戏场景终于在现实世界完成了,哈哈。