本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
红鼻子驯鹿鲁道夫有一个非常闪亮的鼻子,如果你曾经见过它,你甚至会说它会发光。在一个雾气弥漫的圣诞夜,圣诞老人来说:“鲁道夫,你的鼻子如此明亮,今晚你能为我引导雪橇吗?” 鲁道夫拒绝了,他指出,在雾天飞行时,一个鲜红色的鼻子根本起不了任何作用。
我们都曾处于圣诞老人那个命运攸关的圣诞夜的位置,并且可能理解他的绝望。假日旅行对我们来说就像对快乐的老精灵一样不可避免。偶尔,浓雾会滚滚而来,延误我们的航班。“为什么飞机不在前面装个大灯,这样我们就可以起飞了?” 你可能会问。但是,当能见度下降时,起飞不是主要问题——而是着陆。无线电信号,而不是过度的照明,解决了这个问题。
据我们所知,鲁道夫的鼻子中没有无线电波发射器。
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根据定义,能见度降至一公里以下的浓密水滴云被称为雾。当雾笼罩停机坪时,航班延误是由于我们为飞机制定的安全协议造成的。在起飞或降落时,飞机之间的间隔必须几乎加倍,以确保没有人互相碰撞。把它想象成在恶劣天气中驾驶——你不会在“豌豆汤”般的雾天紧跟前车的尾巴。
得益于技术,当飞行员看不见时,飞行很容易。他们称之为 IFR——或仪表飞行规则。精密的旋钮、按钮和计算机引导翱翔的铝管飞向目的地。这些仪表在着陆过程中甚至更为关键。如果飞行员看不见,机载仪表可以替代眼睛。当有雾时,一切都会变得更加棘手。
当飞行员在 IFR 下进近着陆时,机场会使用仪表着陆系统(ILS)引导他们进入跑道。这些系统基本上是无线电发射器,可以垂直和水平地发送不同频率的波束。当飞机的计算机接收到它们时,它可以通过计算这两个频率之间的差异来确定其相对于地面的位置。机场调节波束,为飞行员提供最佳进近,飞行员(或自动驾驶仪)可以像击中十字准星中的目标一样降落飞机。(您可以在这里观看有关此系统如何工作的精彩动画。)
不同规模的机场拥有不同的 ILS。大型机场拥有更高分辨率的系统,这意味着飞行员或多或少可以在跑道上盲降。在小型机场,他们有一个窗口来决定他们是否可以到达跑道——考虑到他们从 ILS 中看到的分辨率——如果看起来太危险,则必须掉头重新进近。
对于鼻部异常的鲁道夫来说,这一切都意味着圣诞老人对他毫无用处。如果没有仪器来引导他飞行的各个方面,圣诞老人既无法在雾中安全起飞也无法安全降落。事实上,考虑到克林格以每秒数百英里的速度飞行,他将需要绝对最先进的 ILS,这不太可能装在北极驯鹿的鼻子里。
虽然这让所有其他驯鹿都爱他,但明亮的红光在雾中不会产生任何实际作用——任何试图打开汽车远光灯穿透雾气的人都知道。在大多数国家/地区,所谓“雾灯”的使用完全是装饰性的,并且没有法律要求拥有它们。因此,圣诞夜浓雾中的一盏明灯可能会更加降低圣诞老人的能见度,使这位快乐的老人更加依赖航空仪表。
如果我们必须保留关于小驯鹿在飞行的雪橇前找到自己位置的寓言,我建议更改歌曲:“红鼻子驯鹿鲁道夫拥有 III B 类仪表着陆系统……”
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图片来源:红鼻子驯鹿鲁道夫,作者:JillWillRun