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《知識》空對空攝影 - 航空公司飛行影片的拍攝花絮

有時我們會看到航空公司廣告中,飛機翱翔天際的美麗畫面,這可不是使用電腦合成,而是透過旁邊另一架飛機空對空拍攝(Air to Air)完成。基本上,空對空飛行拍攝有兩種,一種是攝影師直接手拿相機拍攝;另一種是將相機固定於機身外部,攝影師坐在機內透過遠端遙控拍攝。上面這個影片記錄了加拿大航空波音787-9客機的空對空拍攝過程。最近長榮航空也上傳了波音787-10客機的空拍影片及花絮,相當值得一看!






延伸閱讀:
《影片》航空傳奇攝影師 德永克彥
《影片》長榮航空 波音777-300ER最新塗裝空拍
《影片》空中巴士客機、運輸機、直升機及戰鬥機的編隊飛行

參考資料:
看攝影師是怎樣在天空之中,拍攝波音 787 客機飛行的廣告照片

最近的文章

《知識》一架波音787客機是如何製造出來的?

新加坡酷航787客機快速組裝影片

如果想要了解一架波音787客機是如何製造出來的,這部影片會是一個很好的教材。基本上製造飛機就像是組裝模型一樣,大致上分成機身前段、中段、後段、兩側機翼、起落架、引擎等部件。

上述部件由波音特殊改造的747-400LCF(Large Cargo Freighter)貨機,從世界各地工廠運送到總組裝廠進行組裝。747-400LCF白白胖胖外型、高達7層樓高,貨倉容積1840立方公尺。最值得驕傲的是,這是交給台灣航太公司,花了375天改造而成的,更是全球首創機尾橫向開啟法,一次最多可載一對機翼。波音系列客機可是透過它,負責運送來自日本、義大利、美國的部件,最後在波音公司位在南卡羅來納州的總組裝廠組裝。

波音787客機組裝順序大致為:機身中段→兩側機翼→機身後段→機身前段→起落架→內裝→引擎→測試各控制面,再將飛機拖到噴漆工廠進行塗裝。完成以上步驟經過試飛,最後交付給航空公司。

波音787機身有59%以上材質使用複合材料,優點是比傳統鋁合金不易發生疲勞與腐蝕現象,大幅降低維修成本,且因複合材料,比傳統民航機減少20%至25%的油耗與碳排放。延伸閱讀:《知識》飛機的機體材質 - 「複合材料」成發展趨勢

波音787的引擎外殼後端的鋸齒狀設計,可使引擎冷熱氣流混合過程更平順,並降低產生的噪音,且碳纖維材料的機翼較有彈性,可比傳統客機更緩和不穩定氣流造成的影響。延伸閱讀:《知識》飛機引擎運作原理及何謂「旁通比」?

波音787飛機配置的垂直風切抑制系統,能在偵測到亂流情況下,自動調整機翼操控面,減輕飛行途中機艙內搖晃程度。延伸閱讀:《知識》飛機機翼上的各「操縱面」功能

波音787機身材質可將艙壓控制在海拔6000英呎,比起傳統民航機艙壓為海拔8000英呎,有助提高血液含氧量,減輕暈機不適。因傳統鋁合金製造民航機,為防腐蝕,機艙濕度需控制在4%至7%,但波音787飛機使用不易腐蝕的複合材質,機艙濕度可提升至10%至15%,乘客不易口乾舌燥。波音787的窗戶目前也是業界最大,增加乘客的視野,且透過晶體調校窗戶顏色,減少窗外射入的眩光。延伸閱讀:《知識》飛機客艙內的空調原理

《知識》何謂「無人機交通管理」(Unmanned Traffic Management, UTM)?

隨著科技的進步,無人機應用越來越多元,像是亞馬遜無人機計畫運用無人機來運送包裹、為解決交通擁塞問題空中巴士研發飛天計程車(Vahana)等。未來城市的想像,可能就像科幻電影一樣,天空中充滿著各式各樣無人機服務。
然而,過去談到的空中交通管理(Air Traffic Management, ATM)範疇,並沒有包含到這類飛行高度較低的無人機。為了因應未來新型態的無人機服務,必須開始思考如何更安全地、有效率地管理天空,因此「無人機交通管理」(Unmanned Traffic Management, UTM)這個概念就隨之而生。
什麼是無人機交通管理?主要概念有三個: (1)數據化,用數據管理無人機  (2)可互動性,無人機之間可以互相溝通  (3)可擴充性,能支援多元的無人機應用  它不是用來取代ATM, 而是用來補充ATM範圍的不足,讓未來無人機應用,也可以安全有效率地進入到現有的空域當中。
無人機交通管理的架構,歐美各國都有相關單位開始進行,像是歐洲的SESAR, Airbus UTM; 美國的NASA, FAA等。目前還是剛起步的階段,相信在不久將來,無人機交通管理的框架會越來越清晰。

- 延伸閱讀:
《知識》空中交通管制簡介
《知識》新一代飛航管理概念CNS/ATM介紹

參考資料:
What is unmanned traffic management?
Unmanned aircraft system traffic management


《知識》飛機引擎運作原理及何謂「旁通比」?

旁通比(Bypass Ratio),是渦輪葉扇引擎,外進氣道與內進氣道空氣流量的比值。

空氣經過引擎核心(壓縮機、燃燒室、渦輪機)的稱為內進氣道;空氣沒有經過引擎核心的稱為外進氣道。內進氣道的空氣流速較快,且是高溫;外進氣道的空氣流速較慢,且是低溫。

內、外進氣道的空氣最後會混合排出,兩種因素共同作用,使得渦輪葉扇引擎在相同油耗的情況下,獲得比渦輪噴射引擎更大的推力。

旁通比高的引擎,通常用於客機、運輸機和戰略轟炸機等;旁通比低的發動機,通常用於戰鬥機。


《知識》機場的空橋操作

搭過飛機的人都走過空橋(jet bridge),卻很少注意到是誰在操作空橋。空橋一端連結候機室,另外一端則有輪子,由操作人員站在空橋前端,一邊目視飛機,一邊用操縱桿將空橋接上機艙。
空橋平常也要固定保養,檢查空橋的感應開關、馬達等設備是否正常,確保旅客安全。操作人員更要有電機背景,才能在緊急時刻排除故障。
空橋也可以是綠色交通功臣。飛機停在機坪「熄火」後,仍須維持機上電器及空調運轉,以便旅客下機、地勤補給及機務人員檢查。以前很多航空公司使用地勤的電源車、氣源車,來維持飛機內的電力及空調使用;若空橋本身具備提供飛機電力及空調的功能,相較於還要派出電源車、氣源車,可減少碳排放。
空橋的設備包含「橋電」及「橋氣」,橋電是空橋延伸電纜設備、橋氣則是空調設備,作為停機坪飛機維持電氣及空調使用。

《知識》飛機上提供Wi-Fi服務的原理

近年來,有越來越多航空公司在新飛機上提供Wi-Fi服務,讓乘客在高空中也可以享用現代人生活不可或缺的網際網路。然而,飛機在空中高速飛行的情況下,到底是用什麼方式來讓乘客的行動裝置連上網路?答案就是:地面基地台與衛星網路。

地面基地台: 傳統地面基地台散播訊號的方式是以平面為主,若要讓飛機接收到訊號,就必須將訊號朝向天空散播。這類基地台的理論覆蓋範圍約為100公里,高度則會受到天氣等因素限制。同時,飛機也需要在機腹下方安裝專門接收地面訊號的天線,將接收到的訊號散播到整個客艙,讓乘客的行動裝置可以連上網路。
衛星網路: 由於飛機不可能一直在陸地上方飛行,因此若飛行到海面上方,就必須靠衛星接收訊號來維持網路連線。透過衛星傳輸優點是不受地形限制,且覆蓋範圍比地面基地台更廣,不需要頻繁地切換基地台訊號造成速度不穩定;然而,由於衛星傳輸的距離較長,會有延遲問題發生,且頻寬擴充性無法像地面基地台方便。
- 對於飛機上提供Wi-Fi上網服務的收費來說,國外航空公司大多採取區域網免費,外網收費的方式,從用戶端收回成本。無論是使用地面基地台或是衛星網路,都有其優缺點。不同航空公司在成本與品質的考量下,可能會擇一或採取混搭方式提供飛機上Wi-Fi服務。✈
◎ photo credit: multisanti via photopincc



《知識》Google的熱氣球連網計劃 - Project Loon

網際網路,是現代人生活不可或缺的東西之一;然而有些開發中的國家,還是難以建置基礎網路設施。Project Loon是Google的一個實驗性計劃,目的是希望透過架設在離地20公里的熱氣球,成為網絡接點,為開發中的國家提供廉價及穩定的網路連線。目前已持續在波多黎各、祕魯等地區提供無線連網服務。
可以獨立運作的連網熱氣球服務Loon,最主要是以熱氣球形式於平流層建立無線網路資源,並且透過飛行方式向下提供連網服務,讓難以建置網路資源地區,可以快速獲得網路訊號。延伸閱讀:《知識》熱氣球的源起
Loon所提供服務,可透過熱氣球飛行減少基礎網路設施建置困難問題。例如:在偏遠山區,或是險峻地形難以佈建網路,甚至有擴展、維護困難;藉由熱氣球可在平流層穩定飛行方式,以大量熱氣球建置無線網路,同時配合人工智慧運作,讓熱氣球之間維持最佳距離,並且避免彼此碰撞,更可讓熱氣球能以合適數量佈建密度、強度最高的無線網路訊號,同時也能預測熱氣球可穩定飛行時間,藉此讓無線網路訊號更為穩定。延伸閱讀:《知識》飛機上提供Wi-Fi服務的原理
除了針對祕魯等以山區地形居多的情況提供無線網路資源,Loon連網熱氣球服務在先前波多黎各風災時也派上用處,讓在地災民、救援人員可以更快速藉由網路聯繫運作。
相較於目前也有不少人投資的衛星連網服務,藉由熱氣球提供連網服務相對有成本較低、資源調配彈性較高等特性,目前主要針對南美洲、東南亞地區提供連網服務。

《知識》電動飛機的發展概況與挑戰

根據歐盟委員會(European Commission)數據,飛機排放溫室氣體,約占全球溫室氣體4%,目前還在持續成長中。歐盟委員會的目標是希望到了2050年,飛機每公里二氧化碳排放量減少60%、氮氧化物污染減少90%、噪音減少75%。電動飛機的發展就是其中的關鍵。
為了朝降低航空產業污染的目標邁進,不少航太公司、新創都積極投入研發電動飛機。以下整理各公司發展電動飛機的概況: -
空中巴士研發全電動小飛機 E-Fan
歐洲飛機製造商空中巴士(Airbus)在2014英國法恩堡航展上,展示一架全電動「E-Fan」小飛機。該飛機機翼長9.5公尺,重量僅約550公斤,它無須航空燃油提供動力,100%依靠電池飛行。因此飛行過程中不會排放廢氣,同時也顯得非常安靜。空中巴士希望先透過研發小型電動飛機後,可以將技術應用在大型客機上。

空中巴士、西門子、勞斯萊斯,合作研發混合動力電動飛機 E-Fan X
空中巴士也與西門子(Siemens)研發電力引擎多年,2017年勞斯萊斯加入合作,三家公司共同開發了一款叫E-Fan X的混合動力電動飛機。該機體是由一架BAe 146改裝。空中巴士負責整合混合動力電動推進系統以及電池的控制架構;西門子負責配電系統;勞斯萊斯負責研發渦輪引擎、發電機和電力電子設備。

英國易捷航空與Wright Electric合作研發電動客機
英國廉價航空易捷航空(EasyJet)跟美國新創公司Wright Electric合作,研發預計可以飛行540公里的電動客機。這個距離將可覆蓋20%的易捷航線,希望十年內能讓電動客機執飛倫敦到巴黎、阿姆斯特丹這類短程航線。
易捷航空表示,為了降低航空產業對於環境的汙染,預計在十年內於短程航線導入以電力驅動的客機。隨著鐵路、汽車逐漸電力化,易捷航空表示航空業支持電力驅動的飛機是未來公司減少碳排放的策略之一。目前易捷航空的做法是透過A320neo這類高燃油效率的飛機,在2020年前每公里替每位乘客減少10%的碳排放。除了環保考量,燃油是航空公司很大的成本支出,像是德國漢莎航空、法荷航集團、維珍航空近年也都積極在尋找替代能源方案。
美國新創公司Wright Electric創立於2016年,團隊成員有航太工程師、動力專家,還有來自NASA、波音不同背景的員工。Wright Electric表示,他們的目標是要在20年內,讓所有的短程商…

《知識》波音777X客機介紹

美國波音公司(Boeing)旗下的777系列客機,一直是公司的暢銷機型。由於雙引擎設計與四引擎相比,有較高的燃油效益,因此也常成為航空公司取代747系列客機的選擇。


從1995年首架777-200交付給美國聯合航空開啟777商業飛行後,波音也陸續推出如777-200ER、777-200LR、777-300、777-300ER及777F等衍生機型;然而為了對抗勁敵空中巴士(Airbus)推出的A350-900、A350-1000等機型,2013杜拜航空展上,波音正式宣布推出最新777X系列客機,主要包含777-8及777-9兩個機型。兩者主要差別在於航程及載客量,而共同點都是承襲了787 Dreamliner的特色,包括:(1)機身材料及新式機翼 (2)新式引擎 (3)客艙設計。
777-9三艙等配置可搭載407名乘客,且機身將比777-300ER延長2.13公尺,總長度將為76.5公尺,超過747-8的76.3公尺,成為世界上最長的客機。延伸閱讀:《精選》全球機身最長的客機 波音747-8亮相

為了配合777X,奇異在2012年2月發布了GE9X發動機。此發動機大小將與前一代的GE90-115B相同,但推力較低。延伸閱讀:《知識》飛機引擎運作原理及何謂「旁通比」?



波音在777X上的主要考量還是在油耗方面,將翼展擴大到 71.6公尺後,可以讓飛行更有效率。然而,想要有大翼展、又要能在大部份機場降落的話,翼尖採取可以向上「收」起來的設計。
777X的翼尖是由碳纖打造,比一般飛機更輕,但美國聯邦航空署(FAA)依然擔心安全性的問題,特別為777X這新設計增添了一連串的新規範,除了要求飛行中翼尖絕對不能改變形態、並且在地面上要能耐受每小時120公里的風速外,也要求波音必須要安裝警報系統,避免飛機在翼尖未放下前起飛。延伸閱讀:《知識》提升飛機空氣動力效能 - 飛機的翼尖小翼
在客艙服務系統部分,是由松下航電(Panasonic Avionics)提供。松下航電在機上娛樂和通訊方面居於世界領先地位,是所有波音787夢幻飛機(Dreamliner)和747-8洲際飛機上使用的客艙服務系統的供應商。
松下的客艙服務系統是由資料庫驅動的乙太網可擴充網路,提供核心客艙功能,例如旅客廣播、客艙內通話和環境控制。客艙服務系統直接與客艙照明等外部子系統及整個機體網路內的其它機上成員系統…

《知識》空中巴士「編隊飛行」特輯

「編隊飛行」(Formation Flight),往往是在航空展或是某些慶典上才看得到,其呈現的動態美感,總是能吸引大家的目光,但通常是由特技飛行小組或是空軍戰鬥機執行。延伸閱讀:《知識》全球最資深的民間飛行表演隊 - Breitling Jet Team
其實民航客機也可以編隊飛行,像是歐洲空中巴士相當喜歡編隊飛行。為慶祝該公司成立五十週年,特別安排了一場旗下飛機家族成員從A220, A320, A330, A350XWB, A380 到 BelugaXL 齊聚一堂的飛行畫面,展現出民航客機特有的優雅飛行姿態,非常迷人!延伸閱讀:《知識》空中巴士「大白鯨(Beluga)」運輸機




客機、運輸機、直升機及戰鬥機飛行混搭

空中巴士表演了客機、運輸機、直升機及戰鬥機的編隊飛行混搭,不同機型之間配合著默契,訴說空中巴士集團「We Make It Fly」的品牌精神。
拍攝幕後花絮




空中巴士A380與A400M
空中巴士A380為全球最大客機;A400M是由空中巴士所設計的軍用運輸機,配有四具渦輪螺旋槳發動機。


真正的空中飛人!戴上噴射背包與A380客機一起飛
帥氣的飛行裝扮搭配噴射背包,宛如皮克斯動畫《玩具總動員》中的巴士光年。由XDubai與阿聯酋航空共同策劃的宣傳活動,飛人Rossy與他的門生Vince Reffet,在1.2公里的高空中,用超過200公里的高速,展現各種特技動作、編隊飛行與世界最大的客機A380共舞。

影片中的飛行看似輕鬆愜意,這項活動是經過縝密的策劃、天衣無縫的合作,以及對安全性的極度要求等努力才終於達成。自小時候起,Rossy就希望能將達文西草圖中的穿戴式飛行器付諸實行,且在一次跳傘體驗中,感受到用身體徜徉天空的極致快感,因而搬到杜拜,投入研發噴射裝置與訓練飛行員的計畫之中。

他曾利用該噴射背包完成在高空中近距離與B-17轟炸機飛行、橫跨大峽谷、繞行富士山與基督像等壯舉;2016年10月時,Rossy還與另外兩位飛人Vince Reffet及Fred Fugen,在蔚藍海岸地區,近距離和法國巡邏兵表演隊,舞出華麗的高空表演。

現階段,噴射背包還無法獨立完成空中飛行,起飛需從飛機上高空落下,降落時則需使用降落傘進行輔助,也因此,這個噴射背包暫時沒有商業化的打算。儘管在噴射背包上投入許久,Rossy 卻不諱言表示,這噴射背包不會是未來的個人航空交通,它太複雜…