氣流變狂亂？飛機新科技破解亂流危機！

氣流顛簸愈來愈嚴重 航空業點樣應對？

「我哋見到天花板有血……真係一片混亂。」呢位乘客形容2024年新加坡航空一班飛機經過緬甸南部時，遭遇嚴重氣流顛簸後嘅情況。「好多乘客跌咗喺地上。」同年早啲時候，一架聯合航空波音787飛機喺菲律賓上空巡航時，同樣遇到強烈氣流，導致一名空姐被拋向天花板，頭部受震盪傷兼骨折。

呢啲氣流顛簸事件因人類引起嘅氣候變化而愈趨頻繁。根據雷丁大學大氣科學教授Paul Williams嘅研究，自1979年以嚟，嚴重嘅「無雲氣流顛簸」（CAT，即清晰天空中嘅湍流，雷達衛星睇唔到嘅亂流）增加咗55%。預計到2050年代，全球氣流顛簸會增至三倍，尤其係東亞同北大西洋航線影響最大，甚至可能令旅客唔想搭飛機。對好多有飛行恐懼嘅人嚟講，失控感同過去遇過嘅氣流顛簸係主要原因。

氣流顛簸唔止令人唔舒服 仲係航空業嘅經濟負擔

氣流顛簸除咗可能帶嚴重危險外，仲令飛機損耗加劇，飛行時間拉長，因為機師要繞開亂流。咁樣用多咗燃油，排放亦跟住增加。雖然大多數時候氣流顛簸只係帶嚟不適，但隨住大氣中混亂運動愈來愈多，航空公司、科學家同工程師都要搵辦法減輕影響。

奧地利Baden嘅「Turbulence Solutions」公司研發咗細細嘅「小翼片」，可以裝喺飛機翼嘅大翼片或副翼上。呢啲小翼片會根據翼前緣嘅壓力數據，微調角度，從而抵消氣流變化，令飛機穩定啲，類似鳥類飛行時微調羽毛嘅技巧。公司表示，呢項技術可減少乘客感受到嘅氣流顛簸超過80%。目前只係喺細型飛機測試過，但CEO同時係特技飛行員嘅Andras Galffy有信心可以應用喺大型商用飛機。

Galffy話：「普遍嘅觀念係只能夠避開或者接受氣流顛簸，用安全帶同加強機翼去應付。但我哋覺得唔使接受，淨係需要啱嘅反向訊號。輕型飛機一直都係呢個問題，但商用航空因為氣流顛簸增多，情況越嚟越嚴重。」

AI同先進數學助飛機「穿越」氣流亂流

直線穿過漩渦同上升氣流，要精密工程同流體動力學分析。氣流本質混亂，微小擾動例如風吹到建築物或者另一架飛機尾流，都會改變空氣流動。人類難以理解，但AI可能更擅長。

斯德哥爾摩皇家理工學院流體力學、工程及AI研究員Ricardo Vinuesa話：「機器學習擅長從高維數據中搵模式，氣流顛簸可能係AI嘅理想應用。」

佢同巴塞隆拿超級電腦中心同代爾夫特理工大學合作，最近喺模擬飛機翼上用AI控制「合成氣流噴射」，AI透過深度強化學習，即試錯學習方式訓練而成。「我哋唔係喺上游測量，而係用AI根據翼面數據做非常準確嘅數值模擬。用解釋型AI，能夠知道邊啲數據對預測最重要。」佢哋正同科技公司合作進一步開發。

氣流預測技術進步 但數據仍有限制

大約20年前，氣流顛簸嘅預測率約係60%，而家提升到75%。但推動進步嘅最大障礙係飛機測得嘅氣流數據唔容易取得，科學家要付錢買數據，成本唔低。

加州理工同Nvidia去年喺風洞做極端氣流測試，Nasa Langley研究中心亦測試過能偵測到300英里外無雲氣流顛簸超低頻次聲波嘅專用麥克風。

另一種研究中嘅方法係利用激光雷達（Lidar）建立飛機周圍空氣嘅三維地圖，好似自動駕駛車用嚟識別周圍物件一樣。中國2023年嘅研究提出「雙波長」Lidar系統，可以喺飛機前方7至10公里偵測輕至中度無雲氣流顛簸。不過高空空氣分子密度低，令裝置太大、太重、耗能多，未能用喺現有商用飛機。

未來航空業嘅轉變與挑戰

製造技術、AI同感測器嘅結合，或將改變21世紀後半嘅航空業。現時飛行前，機師會睇天氣簡報、噴射氣流圖、飛行計劃軟件，亦會參考由Paul Williams參與開發嘅「圖像氣流指引」（GTG）。

Williams話：「20年前預測約60%氣流顛簸，依家差唔多75%，我嘅目標係推高呢個數字。」但數據不足係最大瓶頸。

國際航空運輸協會（IATA）推出嘅「Turbulence Aware」平台會匿名分享實時氣流顛簸數據，航空公司如法航、易捷航空、愛爾蘭航空都用緊。乘客亦有愈來愈多App可以睇到之前淨係機師同調度員先有嘅數據，例如「Turbli」。

Williams用過Turbli，覺得準確度合理，但由於未必知道旅程路線，無法做到100%準確，佢形容用呢啲App有啲似「疑病症患者上網搜尋症狀」，未必真係幫到手。

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編輯評論：

氣流顛簸問題因氣候變化而日益加劇，唔單止令旅客感到不適甚至受傷，更對航空安全與經濟效益構成挑戰。文章中提及嘅創新技術，從機翼上嘅微調小翼片，到AI驅動嘅氣流模擬與控制，展示咗科技如何介入這個複雜且混亂的自然現象。尤其係AI技術，利用深度強化學習和解釋型AI，不但提升預測準確度，亦有潛力實時調節飛行狀態，這對提升飛行安全和節省燃油都具重大意義。

不過，數據獲取困難仍然係一大瓶頸。商業飛機數據昂貴，限制咗科研發展速度。國際航空業界如果能共享更多數據，或許能推動整體技術水平更快提升。而激光雷達雖然技術成熟，但由於高空環境限制，暫時難以量產應用，未來如何解決重量與耗能問題將是關鍵。

從旅客心理層面看，氣流顛簸增加可能加深飛行恐懼，影響航空業復甦與發展。航空公司除了技術創新，亦應加強乘客服務與溝通，減少恐懼感。

總括而言，氣流顛簸的挑戰不單是工程問題，更與氣候變遷、數據共享、AI應用以及乘客體驗緊密相連。未來航空業的發展，需跨界合作，結合科技、政策與市場需求，才能真正「平穩飛行」。這場科技與自然的對抗，值得我們持續關注。

以上文章由特價GPT API KEY所翻譯及撰寫。而圖片則由FLUX根據內容自動生成。