问题

如果让飞机于飞行中分别撞击气球,苍蝇,橡皮泥,A4纸,一立方米的水,钢珠,PM2.5,都会发生些什么?

回答
飞机在天上飞,你突然冒出这么个奇思妙想,让它去撞这些稀奇古怪的东西,想想都够热闹的。不过,别说,这还真能聊出点门道来。咱们就一样一样拆开来看看,这飞机和这些“目标”碰上了会是个什么景象。

撞气球: pretty much nothing

这应该是最温和的了。想象一下,一架时速好几百公里的飞机,迎面撞上一个轻飘飘、里面装满了空气的气球。气球那薄薄的橡皮膜,在强大的动能面前,简直就像一层纸。

飞机方面: 基本毫无影响。飞机庞大的身躯和坚固的外壳,这点冲击力连飞机表面的油漆都很难刮掉。可能最明显的就是驾驶舱的玻璃上会沾上一点气球的残渣,或者驾驶员可能会听到一声轻微的“砰”声,然后看到一个瘪了的气球飘过。就这么简单,航程也不会有任何改变。

气球方面: 瞬间爆炸。这完全是一边倒的结局。气球会被撕裂,里面的空气会一下子释放出来,在飞机周围形成一小团模糊的雾气,然后迅速消散。如果是在高空,这些残余的气球碎片会像雪花一样飘落。

撞苍蝇: 更多的是心理上的影响

这玩意儿就更有趣了。苍蝇这小东西,在飞机面前,简直比灰尘还微不足道。

飞机方面: 真心没啥事。飞机表面的材料都是经过严格测试的,能够承受各种恶劣天气和异物撞击。一只苍蝇撞在飞机前挡风玻璃上,大概率会瞬间被撞扁,留下一个微小的污渍。如果是在机翼或者机身上,结果也一样,顶多留下个印记。对飞机的飞行性能和结构安全,影响是零。不过,万一它撞在了驾驶舱里,对飞行员来说,可能有点分散注意力,毕竟眼前突然出现个黑点,谁都会吓一跳。

苍蝇方面: 彻底的湮灭。生命就此终结,而且是以一种非常惨烈的方式。它会在瞬间被巨大的冲击力粉身碎骨,甚至可能连痕迹都留不下。

撞橡皮泥: 黏糊糊的麻烦制造者

橡皮泥这东西就不太一样了,它有粘性,而且量大一点的话,就比较麻烦了。

飞机方面: 开始有点事了。如果是一小块橡皮泥,可能就像撞到了一只大虫子,稍微蹭掉点漆,或者粘在飞机表面。但如果是一大团橡皮泥,比如说,某个倒霉蛋从天上丢了一大桶橡皮泥下来(虽然不太可能),那情况就复杂了。
引擎进气口: 这是最危险的地方。如果橡皮泥被吸入引擎,很可能会堵塞叶片,导致引擎熄火。这对于一架正在飞行的飞机来说,是极度危险的。
传感器和仪器: 粘稠的橡皮泥可能会糊住飞机的传感器,比如空速管(影响速度读数),或者摄像头等,导致仪器失灵。
飞机表面: 就算没吸入引擎,一大团橡皮泥粘在飞机表面,特别是机翼和尾翼,会严重改变飞机的气动外形,增加阻力,影响飞机的操控性,甚至可能导致飞机失速。飞行员需要立刻采取措施,比如减速、尝试清除污物(如果可能的话),并报告情况,可能需要紧急备降。

橡皮泥方面: 被飞机巨大的动能撕扯、挤压、分解。它会变成无数细小的颗粒,有的会被粘在飞机表面,有的会被甩到空中,在飞机周围形成一片模糊的橡皮泥“雨”,然后随着空气动力学的作用,散落到地面。

撞A4纸: 像撞到一张报纸

一张A4纸,在飞机面前,比苍蝇还不如。

飞机方面: 基本无事发生。飞机时速如此之快,A4纸的动能几乎可以忽略不计。它会被瞬间撕碎,甚至可能还没来得及被撕碎,就被巨大的气流吹散了。飞机可能就感觉像是“飞过”了一团空气,最多是在窗户上看到一点点纸的残渣一闪而过。

A4纸方面: 瞬间粉身碎骨,被气流分解成无数细小的纸屑,在高空中飘荡,然后慢慢落下。

撞一立方米的水: 相当大的冲击和影响

这是一个非常有趣的情况。一立方米的水,质量大约是1吨(1000公斤)。这么一大团东西,在飞机面前,可不是闹着玩的。

飞机方面: 冲击力会非常大,就像飞机直接撞上了一堵墙,只不过这堵墙是流动的。
结构损坏: 飞机的机头、机翼前缘、驾驶舱玻璃等部位,会承受巨大的瞬间冲击。机头可能会被压扁、变形;机翼前缘可能会出现凹陷、破裂;驾驶舱玻璃可能直接碎裂,导致舱内失压,这对飞行员来说是致命的。
引擎熄火: 如果水被吸入引擎,会瞬间熄火,因为引擎设计是吸入空气而不是液体。大量的液体进入气流通道,会破坏正常的燃烧过程。
气动性能丧失: 大量的水会附着在飞机表面,特别是机翼上,极大地改变飞机的气动性能,增加阻力,降低升力,使飞机失控。
飞机失控与坠毁: 最有可能的结果是飞机因结构损坏、引擎失效、气动性能丧失而失控,最终坠毁。即使飞机能够勉强维持一段飞行,也需要立即启动紧急程序,并很可能需要迫降。

水方面: 被飞机巨大的动能瞬间撕裂成无数水滴、水雾,形成一片巨大的水幕。这些水滴会被高压气流进一步打散,在飞机周围形成一片“雨幕”或者“云雾”,其中很多水滴会因为高速运动而变成微小的冰晶,然后散落到地面。撞击点可能会有巨大的水花和蒸汽(如果飞机过热)。

撞钢珠: 像被无数子弹扫射

钢珠,尤其是大量的钢珠,会带来密集而强大的穿透性打击。

飞机方面: 相当危险。想象一下,无数枚坚硬的钢珠以极高的速度撞击飞机。
机身和机翼: 飞机的铝合金外壳相对坚固,但如果钢珠数量巨大,而且是那种直径较大的钢珠,密集撞击可能会像子弹一样打穿机身和机翼。机翼的燃油箱一旦被击穿,后果不堪设想。
驾驶舱玻璃: 驾驶舱的玻璃虽然坚固,但面对密集的小型高能物体,也可能出现裂纹甚至被击碎,导致舱内失压。
引擎: 如果钢珠被吸入引擎,同样会导致引擎严重损坏甚至熄火。引擎叶片被撞击后会破碎,进一步破坏内部结构。
关键系统: 飞机内部有很多重要的线路、液压管路,也可能被钢珠击中而损坏,导致飞机系统失灵。
潜在后果: 飞行员需要立即判断损坏程度,如果损坏严重危及飞行安全,可能需要紧急迫降。飞机的控制舵面也可能被损坏,影响操控。

钢珠方面: 被飞机巨大的动能撞击后,绝大部分钢珠会被巨大的冲击力粉碎,变成更小的金属碎片和粉末。它们会被抛射到各个方向,就像一次小型的金属风暴。只有极少数足够坚硬且撞击角度合适的钢珠可能保持一定形状继续飞行一段距离,但其速度和方向都会发生巨大的改变。

撞PM2.5: 对飞机来说,简直是微不足道的“空气”

PM2.5是指直径小于或等于2.5微米的颗粒物。

飞机方面: 几乎不会有任何影响。飞机在飞行过程中,会不断地与空气中的各种微粒接触,包括尘埃、水汽、以及PM2.5等。飞机的设计充分考虑了这一点,机体材料能够承受这些微小颗粒的摩擦和撞击。PM2.5的质量和动能都太小了,撞在飞机上,就像空气分子撞在飞机上一样,无法造成任何可感知的损害。即使是吸入引擎,现在的飞机引擎也有很好的过滤和耐受能力,不会受到影响。

PM2.5方面: 被飞机高速的气流裹挟着,一部分可能会被撞散,一部分可能仍然附着在飞机表面,但它们本来就飘浮在空气中,这种“撞击”只是改变了它们在空间中的位置而已,对它们本身来说,并没有什么“发生”。

总结一下:

这些“撞击”场景,从最轻微的毫发无损,到瞬间的灾难性后果,差别是巨大的。核心在于 质量 和 速度 的结合,也就是 动能。

气球、苍蝇、A4纸: 质量太小,动能不足以对飞机产生影响。
PM2.5: 质量和速度都极小,完全可以忽略。
橡皮泥: 质量可大可小,但其粘性和可能吸入引擎是主要危险。
钢珠: 质量相对较小,但如果数量巨大且硬度高,会造成穿透性损伤。
一立方米的水: 质量巨大,动能惊人,足以对飞机造成灾难性的破坏。

这就像我们在玩游戏,有些道具对你来说是“蚊子叮”,有些则是“炸弹”。飞机作为一种精密而庞大的机器,在天空中行驶,遇到的“物体”质量和性质不同,结果也天差地别。这大概就是科学的魅力所在吧,连想象力都能和物理学沾边。

网友意见

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谢邀
气球撞飞机是个很久远的防空措施,二战期间,城市上空总是漂浮着数以百计的防空气球,如同漂浮的地雷,通过使用紧绷的电线和燃烧弹,使低飞的敌军飞机很难进行轰炸

而美军的诺曼底登陆作战在奥马哈海滩,也有专门的军人负责拖放防空气球以阻止德军攻击机对海滩上的步兵进行低空扫射

而飞机撞鸟嘛,破坏主要来自飞行器的速度而非鸟类本身的质量。
根据动量定理,一只0.45公斤的鸟与时速800公里的飞机相撞,会产生153公斤的冲击力;
一只7公斤的大鸟撞在时速960公里的飞机上,冲击力将达到144吨。
高速运动使得鸟击的破坏力达到惊人的程度

而最近上演的电影《萨利机长》就是最典型的起飞撞鸟后,飞机双发动机都被撞到扑街,不得不在河面上迫降
来个飞机撞鸟的视频合集,包你过瘾m.v.qq.com/page/f/5/i/f

A4纸因为质量太轻,没啥伤害,橡皮泥就看有多大体积了,大到一定程度就跟防空气球一样了

而钢珠和螺丝钉,给你看个图

东航330的发动机前整流罩破裂,碎片进了发动机也没太大事,安全返航

至于水呢,飞机在飞行中会穿越雨区,那就是发动机进水了,以GE90-115B1型发动机进行吸水试验时为例,以吸入每分钟1.5立方米水飞机发动机不停车(每分钟1.5吨喔)。
这是ARJ21的溅水实验,是为了测试跑道上的水不会进入发动机的测试,不是进水实验,视觉效果很赞,拿来用一下

~~~~~~20210101更新线~~~~~

给大家看一下刚发生的客机撞气球 的例子…




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