软科普|厉害了，飞行的白娘子

近期，一篇题为《白素贞飞行的时候为什么要把一只手往前摆？》的文章刷爆了网络。很多微 信公众平台也纷纷转载，其中不乏专业的科普期刊公号。可见这篇有趣短文的受欢迎程度，作者用轻松幽默的语言和大胆的想象让人大开脑洞。例如：文中猜想白素贞飞行时向前伸出的手可能起到“空速管”的作用。再如：白素贞的扁平发髻在飞行中充当了“水平尾翼”等。这些想法非常有趣，又涉及到了一些航空知识。但是，由于读者也许对相关科学知识了解不深，难免造成误解。下面，我们就“一本正经”地扒一扒这些说法背后的科学知识吧！首先我们聊一聊传说中的“空速管”的原理。

白娘子

1.飞机头上的尖尖“角”

很多人都注意到，飞机前面经常探出一个长长的尖尖的“角”。这就是传说中的空速管了。空速管也叫皮托管，因为它是十八世纪法国工程师皮托发明的。这个装置可以测量飞行高度和速度等参数。

空速管的最基本构造是内外两层管，前面的开口称为总压口，连通着内管，可以直接感受迎面吹进来的气流总压；侧面的静压孔连通着内外管之间的空腔，由于它不对着气流方向，所以感知的是外界大气的静压。而总压和静压的差就代表着气流速度，可以根据伯努利方程计算得到。这就是空速管的基本测量原理，当然它还有很多其他功能和结构，例如：为防止空速管结冰，往往配有加热装置等等。

空速管主要构造图

客机上也有类似装置

然而，出于方便机头雷达结构的设计和安装、减少对雷达信号的影响、减小阻力、提高空气动力性能和隐身等方面的考虑，目前世界上主流的先进战机已经取消了机头空速管，转而采用了更加小巧的机身“L型空速管”，而且一般飞机拥有很多空速管，它们分布在飞机各个部分。不过由于受到气流干扰小，向前伸出的机头空速管在测量方面有着“先天”的优势。所以，我们看到的很多飞机在研制阶段带着机头空速管测试，而真正定型后就没有头上长长的“角”了。

L型空速管

由此可以判断，如果白娘子的手足够敏感的话，用前伸的手感知飞行速度不是没有可能的。

2.长在前面的“水平尾翼”？

然而文中提到的白娘子头上发髻是“水平尾翼”，就有些问题了。顾名思义，飞机的水平尾翼是在飞机的尾部，起到提供纵向稳定性的作用：一旦飞机受到扰动有抬头的趋势，水平尾翼跟随飞机“上翘”后会自然提供一个低头的反作用把飞机“压回”原来状态，反之亦然。不过白娘子的头发在飞行时可是在身体前面的，这就不能叫“尾翼”了，最多是“鸭翼”。

                         鸭式布局的歼十

所谓鸭翼，就是将水平尾翼向前移动到机翼以前的结构。例如：我国的先进轻型歼击机“歼十”就采用了鸭式布局。这种非常规的气动布局由于有点像鸭子而得名，它在做大机动动作时有更好的操纵性，还可以提供附加升力和形成有益涡流等特点。

所以，如果说白娘子的发髻有某种空气动力效果的话，也许是充当了“鸭翼”。

3.飞行的“秤杆”

最后，我们回到最初的问题。白娘子飞行的时候到底为什么要把一只手摆前面？我想除了美观的考虑以外（设想一下，两只手都放后面也不太好看啊），这也许和拍摄技术手法有关。演员在拍摄飞行的镜头时往往是吊威亚进行的，钢丝绳的作用点在演员的腰部，为了掌握身体平衡，演员也会自然地把手向前探。其实，飞机在飞行的时候也是一样，必须要时时刻刻维持平衡。某种程度上，飞机就像在空中飞行的“秤杆”一样，前后重量分布要合适才不会“翻秤”。在设计时必须相对于飞机的重心进行配平，否则即使有足够的升力，飞机也会一头栽下来的。想想看，对于飘在空气中的飞行器，掌握平衡可并不是一件容易的事呢。希望有一天，我们“凡人”制造的飞行器也能像白娘子那样灵活地飞翔。