工程系YouTuber神操作!飛機還在飛就能測量重量
一般來說,要測量飛機的重量,通常會在地面放置磅秤,支撐起飛機的起落架、鼻輪和機翼支撐點。但如果你手邊沒有飛機專用的磅秤——或者單純想來點酷炫的實驗——其實用一些簡單的裝置,就能粗略估算出飛機的重量。
在AlphaPhoenix頻道的最新影片中,工程師Haidet就做了這個瘋狂實驗。他自製了一組靈敏的測重灌置,試圖測量一架商用客機的重量。怎麼辦到的?
「當物體在空中移動時,必須推開前方的空氣。如果這個物體的形狀經過精心設計,就能將大部分空氣向下推,產生大小相等、方向相反的反作用力,讓飛機保持在空中。這個過程我們通常稱之為『飛行』。」Haidet在影片中解釋道。
「但大家總是忽略被機翼加速向下推的空氣。這些空氣去哪了?它們不斷向下移動,但終究會撞擊地面。當這些流動的空氣接觸地面時,會對地面施加作用力,地面也會對空氣產生反作用力。透過這種方式,任何飛行物的總重量最終都會傳遞到地面。」
Haidet首先用平板材料和稱重感測器(一種受力會變形並改變電阻的轉換器)製作大型磅秤。透過測量電阻變化,就能推算出施加的重量(比如人站在感測器上的重量)。
接著他用自製磅秤進行多項測試,包括投擲大量紙飛機來確認裝置能否偵測到飛機產生的向下作用力。在精彩的示範中,當飛機為了保持直線或上升飛行而對空氣施加向下作用力時,磅秤確實會產生相應的移動。
雖然實驗已證明概念可行,但Haidet決定更進一步——直接到機場對真實客機進行測試。針對全尺寸飛機,他調整了測量方式,改為測量密閉箱體內外的壓力差,但同樣使用稱重感測器來完成任務。
實驗條件並不理想,風勢幹擾加上缺乏能測量整架飛機重量的巨型磅秤。但經過多次嘗試後,Haidet成功捕捉到飛機飛越時的特徵訊號峰值,以及測量其他飛機時不斷出現的「詭異負值訊號」。
選取負值最小的最佳讀數後,他根據對飛機速度和距離的多項假設,粗略估算出飛機重量約2噸,遠低於空中巴士A320的實際重量。但光是能從地面偵測並(非常粗略地)測量飛行中飛機的重量,就已經是相當驚人的成就了。
「能偵測到任何訊號都讓我超級興奮,」Haidet補充道。「雖然測量中可能存在某些尚未發現的系統性誤差,但我確實成功測量到一架飛行中飛機的重量。我覺得這超酷的!」