想回答这个问题，让我们先从飞机在天上翱翔时受到往下的地心引力、由发动机产生的推力、当机翼获得速度时产生往上的升力、以及飞机前进撞上空气时的空气阻力等四个力，还有飞机「最佳滑降率」开始说起吧！
《萨利机长》物理好，才会有哈得逊奇迹？
电影《萨利机长：哈得逊奇迹》中，重现了全美航空 1549 号航班的机长心路历程。在这部片子中，其实重现了很多航空技术与科学的样貌，到底有哪些东西跟科学有关呢？就让我们一段一段剖析。
没有前例、没有预警的一件飞安意外，发生于 2009 年 1 月冬天的纽约上空，温度还没冷到湖面结冰、也因此迎来了忙着迁徙的加拿大黑雁。就这么不凑巧地，担任全美航空 1549 号航班的 A320 客机和这群加拿大黑雁的飞行航线重迭，铁鸟撞上一群重 7 至 9 磅（ 3 至 4 公斤）的鸟，就成了今日主题中的飞安事件。
于出事客机的 1 号引擎发现的飞鸟羽毛。图／National Transportation Safety Board @ wiki
飞行员用「摸」的控制飞机？
很多看过的朋友常常问，飞行员不论是操控实际的飞机、或者是模拟机，为何看起来就像是打电动一样轻松？好像飞行员在握操控杆都丝毫不费力？
事实上，空中巴士的驾驶舱设计，飞机驾驶舱与机翼上面的各控制面之间，不再有钢缆连结，而是改用电缆、利用数字讯号链接。这个称为「线传飞控（Fly By Wire、简称 FBW）」的驾驶舱科技，自协和号客机开始，至今已是二十一世纪客机的标准接口。透过线传飞控的技术操控后，飞机只要有「电力」和「液压」，飞行员的操控只要轻轻地摇动手上的游戏杆、就可以更改飞机的姿态，计算机也会自动协助进行飞机姿态平衡的细微控制，不再需要飞行员手动操作。
典型的飞控操作示意动画，而线传飞控的技术不需要钢缆或绞炼，只需要电力和液压即可操控。图／Piotr Jaworski @ wiki
在 FBW 的技术下，新一代的飞机不仅能保护飞行员不会对飞机做出不合理、不安全的飞行姿态，当飞机发生异常时，只要电力系统保持运作、计算机系统功能正常、飞机外型无受损的情形下，飞行员可以更轻松地维持飞机安全的飞行姿态，保留脑袋与体力思考如何让飞机可以安全落地，于是，全美航空 1549 的成功迫降，新一代的驾驶舱居功厥伟。
高度，就是生命
在全美航空 1549 航班的案例中，客机才刚起飞、爬升至 3,000 英呎（约 1,000 公尺）的高度下，就撞上了一群鸟、并导致飞机双发动机同时熄火无法产生推力。飞机发动机熄火之后，不只是飞机丧失推力，飞机的电力、液压、空调系统都来自于发动机，等同于飞机的心脏停止跳动。因此，萨利机长在得知双发动机失效的一个关键举动，就是启动位于飞机机尾的辅助动力单元（APU），确保飞机的电力和液压系统运作，让飞机有良好的操控能力能进行迫降。
相信大家都很清楚，飞机在天上翱翔时，会受到四个力的影响，包含往下的地心引力、由发动机产生往前的推力、当机翼获得速度时产生往上的升力、以及飞机前进撞上空气时的空气阻力。
当飞机所有发动机都失效时，因为没有办法产生往前的推力，空气阻力就会让飞机的速度变慢，随着速度变慢、机翼产生的升力越小、飞机就越难抵抗地心引力。当飞机丧失推力之后，飞行员第一件要做的事情，就是要让飞机维持安全的空速、让机翼产生足够的升力、维持稳定的飞行姿态，避免飞机因为空速不足导致「失速」、造成飞机失控。这时，飞行员会利用地心引力当作飞机的推力，让飞机所丧失的高度（位能）转换为动能、进而保持飞机的速度。
每一架飞机设计时，会有其对应的「最佳滑降率」，也就是飞机可以一面下降又能保持在一定的安全空速，这个最佳滑降率的数值其实很常见，每当飞机离开巡航高度、逐步下降时，飞行员也会尽量让飞机保持在最佳滑降率下降，藉此不仅可保持飞机的安全、也能达到最省油的效果。一般来说，最佳滑降率通常是每分钟下降 1,000 英呎左右，但是，全美航空 1549 航班遭遇鸟击、且飞机失去动力时，高度仅有 3,000 英呎，代表飞机以最佳滑降率下降时，飞机仅有约 3 分钟的滞空时间，以飞机水平时速 300 公里计算，最远仅能飞到 15 公里以内的机场，也因此促成了在河面上迫降的关键决定。
全美航空 1549 号班机起飞到迫降的航线。图／S. Bollmann @ wiki
对于飞行员来说，「高度」几乎等于飞行员的生命，所以在不同的电影中，都可以看到飞行员在飞机发生状况时、先把飞机拉高以争取反应时间的桥段。例如在《萨利机长》一片中，有一个桥段是机长在空军服役时、因为战机的操控系统故障，第一时间就是先爬升高度争取排除问题的时间与空间；同样的在国片《想飞》中，男主角在 IDF 战机遭遇雷击时，第一时间也是先爬升高度以争取时间。只不过，这个关键要素在全美航空 1549 航班的案例不存在，因此，只好去找一条河迫降了。
保持迫降时的完整外型
大家都知道，一般喷射客机的外型设计，通常是把发动机挂在主翼之下，这种设计对于飞机配重的稳定性、油料供给效率、以及飞行效率等都是相对较佳的设计。但在水上迫降时，因为飞机无法伸出起落架发挥降落的缓冲功能，所以挂在飞机主翼底下的发动机，就是飞机迫降时第一个接触水面的主要外型结构，也成为了极度危险的阻力体，如果飞机任何一边的发动机先触水时，可能会导致飞机机身翻滚，导致机身破裂。
因此，当飞机最后阶段准备迫降在水面时，机长特别让飞机在可控的前提下、把飞机仰角提高，因此当飞机接触水面时就不是只有主翼左右两侧的发动机、而是让发动机和机尾几乎同时接触水面，使得飞机接触水面的接触面更多，减轻结构压力，让机身保持完整浮在水面上。
全美航空 1549 班机迫降于哈德逊河后的画面。图／Greg L – originally posted to Flickr as Plane crash into Hudson River，CC BY 2.0
全美航空 1549 航班的案例中，站在物理学的角度来看，就是一个飞行员在系统功能完整的情况下，努力利用各种可使用的条件（高度、距离、飞机可伸出的外型）、抵销飞机的位能与动能，但是下降过程中仍然要保持飞机的安全速度（动能）以保持操控性与安全性。因此到了飞机即将迫降至河面的最后阶段，机长下令伸出飞机的襟翼、增加机翼面积以降低飞机的安全速度；在迫降前一刻，机长让飞机仰角增加，以做出在计算机容许范围内的最大仰角减低速度。在多重手段的搭配下，飞机最终安全迫降于河面上，并保全所有机组人员与乘客的性命。
看完以上的剖析，你也许会问笔者，下次身为乘客碰到这种事情时，该怎么办？笔者诚实的告诉你，这时唯一能做的，就是低头、弯下腰，相信前面那两个飞行员，剩下的，就交给天了……
联系客服
