空中巴士A380是超级巨无霸
全世界最大客机
航空界这项先驱产物处处叫人惊奇
并具备多种尖端高科技装置
然而，这款飞机能诞生是因达成艰难的突破与发明
这是玻璃？
其中相关的工程技术有19世纪的火箭
古代蒙古弓
雕的特殊飞翔本领
瞧，看到了
还有简单的脚踏车打气筒
这些跟尖端空中巴士A380有什么关系？
我们即将揭晓
“工程新典范”
“空中巴士A380”
艾比007，你们获准升空...
这是空中巴士A380
又名超级巨无霸喷射机
我要出发前去探索与A380有关的神秘事物
世界各地古往今来的巧妙构想
我将揭发全世界最大客机的相关工程技术
这款飞机的大小令人惊奇
全世界唯有这款飞机的乘客座椅
是从机身头排列到机尾
上下两层皆是如此
机舱宽度有6公尺半
好宽
长度有50公尺
好大
A380载客量高达853人
比载客量第二名的飞机多35%
好大,超级大
A380的机翼非常大
大到一片可停放70辆家庭房车
但飞机机翼太长时会引发一些问题
全世界最大客机需要全世界最大机翼是有原因的
全世界最大机翼非常大,总翼展的长度相当于一座足球场
机翼须提供足够的升力
飞机才能将重达560吨重的乘客和机械载上天空
但信不信由你们
若按传统设计
A380的机翼会更长
那样多数机场会无法容纳A380
若没地方可去,会飞也没用
国际间有针对飞机的最大体积做出限制
以免飞机在机场内滑行时发生碰撞
机翼长度最多不得超过80公尺
A380的机翼必须符合规定
但又须能产生足够的升力让全世界最大客机飞上天空
空中巴士的设计师想出一个高明的解决方法
他们的灵感来自一种动物
但他们是怎样办到的?
我即将展开第一步的调查
航空工程师彼得巴林顿博士认为
我应该先了解一下传统机翼如何产生升力
到他的风洞最能充分了解这点
他的风洞在伦敦京斯顿大学
彼得给我一部手持式烟雾机
好让气流变得清晰可见
彼得
机翼有什么功能?这东西又如何能解释升力?
好
截面的形状对机翼最重要
截面迫使机翼周围的气流弯曲
机翼可使其上方气流的流动速度快于下方气流
机翼的形状经特殊设计
所以机翼上方的空气流动速度比下方空气快
因此机翼上方的空气气压低于正常值
机翼下方的较高气压会将机翼往上推
为整架飞机制造升力
我明白机翼的形状负责制造飞机的升力
这是机翼的功能
顺畅气流沿着机翼制造升力
或说是几乎沿着整片机翼
彼得即将示范给我看传统机翼的重大缺点
你稍微往这个方向移动
你注意看在接近尾端时会发生什么情况
再靠近一点
到翼尖吗?是的
好了
翼尖的气流完全不同
翼尖的气流并不顺畅
而是以螺旋状旋转
这叫做翼尖涡旋
机翼下方的高压空气从翼尖四周往上跑
然后将机翼表面往下推
机翼最后5%的长度完全没发挥作用
没有产生多少升力
出现涡旋表示翼尖没有提供升力
所以说机翼的长度超过所需
对超级巨无霸喷射机来说
这是一个超大问题
A380的原型在有照明的烟雾中发射升空
试验显示全世界最大机翼
翼尖会出现巨大涡旋
为补偿丧失的升力
A380的机翼必须变得更长
长到超出机场对机翼长度的规定
空中巴士的设计师须设法缩短A380机翼的长度
这项过程揭露了鸟类飞翔的秘密
我展开下一步的调查，去找另一位杰出航天专家
但我听说这位专家有点难相处
它的名字叫做柯萨克
它是一只草原雕
它因生长在辽阔的中亚草原上而被取名为草原雕
坦白说，我...
它好有威胁
柯萨克是食腐动物
它的生活方式令它遭遇和A380相同的问题
它飞走了...
要有热流,它才能在草原上空遨翔觅食
热流即宽度约20公尺的上升暖气柱
但和A380一样，它的翅膀不能太长
否则它盘旋时会飞离热流
它的翅膀完全能适应环境
以最短的长度提供最大的升力
今天它同意参与一项特殊实验
牛津大学动物学家葛拉姆泰勒
将示范给我看柯萨克如何应付翼尖涡旋
他要拍下柯萨克翅膀在飞行时的动作
这些是小型无线摄影机
你要把摄影机安装在它身上？
对，这相当困难。你要如何利用这东西？
装在它的背上
柯萨克的驯养人帮它配戴上草原雕摄影机
它现在已准备好接受特写摄影
好
运气好的话，我们是希望...
这些摄影机正对着它的翅膀吧。对
所以我们或许能看到它的翅膀如何发挥作用
太棒了。是啊！
它往那个方向飞。它飞走了
太好了，飞吧
太好了，好美
柯萨克飞向辽阔的蓝天
这回它利用草原雕摄影机做现场转播
看到了，就在翅膀的地方
我们就是要找这个吗？
是的
柯萨克可操控翅膀末端的羽毛
为制造最大升力
它将翅膀末端羽毛朝上弯曲，直到羽毛几乎呈垂直
这是消除翼尖涡旋的关键
并可大大提高飞行效率
它在热流内飞翔时
它的翅膀一直承受着极大的负载
这时它翅膀末端的羽毛会整个往上弯
这么做能扰乱翼尖涡旋
没错
柯萨克利用翅膀末端的羽毛形成所谓的翼翘
这项天生的适应可拦截涡旋
阻挡欲从它翅膀下方往上循环的气流
它不需要长长的翅膀
它效率较高的较短翅膀便可帮助它飞行
问题是
工程师能否将这项诀窍应用在这对机翼
还有这架重达560吨的空中巴士A380上？
全世界最大客机的机翼和草原雕的翅膀
有着不为人所知的关联
工程师彼得巴林顿利用风洞试验示范给我看
客机机翼如何受翼尖涡旋所害
现在我们要解决这个问题
这个按草原雕翼尖翅膀改造过的装置
叫做翼翘
好，你现在仔细看气流
就如预期，机翼主体周围的气流十分顺畅
慢慢移动到翼尖
但翼尖这里原本会出现涡旋
你看到了什么？没有涡旋
气流十分顺畅
欲绕着翼尖旋转的涡旋遭翼翘阻挡
原理很简单
翼翘就是阻挡气流旋转的屏障
没错
因此这截机翼也能产生升力。正是
涡旋被迫离开翼尖流向翼翘顶部
这下原始机翼的整个表面皆可制造升力
效率与较长机翼相同
草原雕正是这么做
没错，我想只要运用草原雕进化的原理
我们或许能把机翼做成较短
将翼翘做成几近垂直
便可将翼展的总长度缩到最短
就象草原雕那样
所以说草原雕擅长飞行？
它们是飞行高手
自然界的一项创新发明
拯救了全世界最大客机
但解决一个问题，却带来另一个问题
超级巨无霸一旦开始服役
航空公司如何将运航成本降至最低？
在竞争激烈的航空界，每一公斤都很重要
额外的重量会导致引擎消耗更多宝贵的燃油
因此A380的重量须受到严格限制
这里是最后的装配线
我获得难得的机会可去看A380的蒙皮和骨架
我们一般是绝对看不到这些东西
因为地毯、内壁和座椅和其它我们预期中的舒适设备
会把它们遮起来
现在我们看到了飞机的骨架和结构
我好惊讶...
跟这款飞机一样大或更大的只有楼房
而且楼房会有厚厚的石墙
但这里还没装上塑胶制品
大家也看得出来
这飞机必须要很坚固才行
我不愿这么说,但这看起来很脆弱
A380工程师面临一道难题
他们须将飞机重量减至最轻
同时避免飞机结构过于脆弱
为了解他们如何解决这问题,我追溯过往
探索与A380有关的一个巧妙构想
杀伤力强的古代蒙古弓
但我先到英格兰东部的这座废弃空军基地
试验质轻的太空材料
伦敦大学的材料工程师保罗贺格将指导我
他带来重型大炮
还有一些特殊弹药
鸡
这跟测试飞机引擎和风扇叶片的试验十分相似
是吗?对
航空工业界利用鸡大炮
模拟飞机起飞时遭高速飞行鸟类撞击的情形
这项重要试验可测试飞机外部蒙皮的强度
机身出现破洞会导致机舱减压
害乘客窒息
遭鸟类撞击可能导致机翼受损
进而造成飞机失控
有没有什么特别...先试验腿吗?
不知道,该如何挑选鸡?
这只如何?就选那只吧
这是值得的
一定会弄得到处肮兮兮的
这点我倒没想到，那是一定的
装好鸡了
保罗将鸡大炮的发射速度设定成A380的起飞速度
撞击速度将是每小时290公里
好，已经通电了
电路已启动
但哪样东西能幸存下来？
是鸡？
还是铝板？
5、4、3、2、1、发射
鸡的下场比较惨，我好惊讶
铝板有变形，但没有破裂
铝板凹下去了，但完全没有破洞
但绝对有必要替全世界最大客机减重
我们来测试更薄的铝板
测试0.9毫米厚的铝板好了
这么做是为了减轻重量?我们认为之前的铝板太重
所以就改用这种厚度,是该这么做
好,来看看结果如何
但这块铝板能承受撞击吗?
你们瞧
鸡穿过铝板了
这倒提醒了我
我们不是使用铝箔纸吧?这...
这是真的铝板
铝板为什么会破掉?
铝板为何无法承受撞击?
问题出在厚度
铝板的弹性有限
铝板越薄,承受力就越差
破了一个大洞,不适合用来制造飞机机身
较薄铝板刚性够,可用来制作飞机外部蒙皮
但强度不够,无法承受高速撞击
铝板会弯曲
然后象纸那样整片裂开
没有哪家公司会拿载满乘客的飞机冒这种险
但空中巴士的设计师想出一个方法
成功做出强度超强的薄铝板
这项研发与蒙古弓有关
西元12世纪
蒙古皇帝成吉思汗立志要一统天下
他计划以箭术歼灭敌人
这是长弓
用一块木头制成的长弓是十分强大的武器
木头须坚固到足以承受人体体重对之施加的弯力
但若想征服全世界
成吉思汗需要能从马背上发射的弓
供机动性高的骑马部队使用
我即将了解这其中有什么问题
传统弓箭射手史帝夫拉福斯将为我解说
史帝夫,我明白其中的原理
带着武器骑高机动性的马很棒
但这实际上要怎么用?
我如何在马背上时用这把弓杀人?
第一发箭要从这里,马背的左侧射出
1、2、3
将弓换边，4
我来试试看
抱歉
我需要轻巧的武器
我的手臂打结了，我没法...
我保证长弓绝对不适合
长弓的问题出在它的长度吗?
若以相同力量
拉开用一块木头制成的短弓,会如何?
我给你一把短弓.谢谢
还有防护装备
好
短弓完全不管用吧
我来说明原因
拉弓时,弓的外部会伸展变长
内部却会因受挤压而变短
所以说弓必须同时承受两股不同力量
短弓须承受的弯力较大
但木头的强度不够
蒙古人因而想出一个巧妙的方法
既然弓须承受两种力量,那就用两种材料制弓吧
这是水牛角
蒙古人就是使用这东西
水牛角非常坚韧
完全能够承受挤压
弓的外部有一层象这样的腱
腱的伸展性奇佳
我能够稍微敲断腱
腱是取自鹿的后腿
其纤维极富弹性
结合牛角和腱的特性
可做出一种完美的武器
将腱绑在弓背上
把牛角片贴在弓的内侧
这样就算弓非常短，满弓长度也不会变
如果用同样的力拉刚才的木弓...
结果你也看到了。是
但是这个...
我能拉开这把弓,它能承受更大的弯力
我能感受得到
内侧的水牛角加上弓背上的腱
令弓能够同时承受挤压和伸展
这有如松紧带
蒙古人不仅研发出一种强大武器
更提出一个重要概念
复合材料
结合两种具备有用特性的材料
制作更优异的产品
成吉思汗可能曾经这么说
一旦抓到窍门,凡事都变得很简单
我们快速回到21世纪
这几块A380的外部蒙皮
是结合两种材料制成
就象蒙古弓上的水牛角
质轻的铝刚性高
但遭受重力撞击时,铝会弯曲,然后整个裂开
蒙皮需要第二种材料
这种材料要象蒙古弓上的腱
可提高蒙皮的强度
保罗贺格给了我一个很棒的提议
玻璃
玻璃显然会破,但请你告诉我
我知道玻璃会破
但玻璃为何会破,玻璃如何破裂?
玻璃易碎
玻璃变形时,裂痕会不断扩散
有些裂痕会贯穿整个玻璃,你看这里出现一些裂痕
大概的情形就是这样
普通玻璃十分易碎
这玻璃看似透明
其实上头布满微小裂痕
突如其来的撞击致使裂痕往四面八方延伸
不能用玻璃制造飞机
但我即将了解一件事
有方法可使玻璃变得强固到足以承受炸弹爆炸
全世界最大客机空中巴士A380的外部蒙皮
必须超轻又超强
设计师因而借用制作12世纪蒙古弓的概念
结合两种材料制作出一种复合材料
A380使用的第一种材料是质轻的铝
但第二种材料必须十分强固
并能够承受高速撞击
你们看
材料工程师保罗贺格要让我见识一种很特别的玻璃
直接放上去?
对，把玻璃放入火中
往后移到火焰尖端
要不停转动，让玻璃均匀受热
你能感觉玻璃开始变软并稍微下垂
玻璃变软了。开始吧
好
我们俩手中的玻璃依然相连
你们看，我们俩依然相连
你们或许看不到，但我们俩手中的玻璃依然相连
行了
这只是玻璃?是的
我们刚盘绕起来的是普通的纯玻璃?
这玻璃为什么不会断?
这玻璃更薄,因而更加柔韧
其表面没有瑕疵和裂痕
因此我们能把它卷起来,却又不会把它弄断
这是玻璃纤维
其特性和一般玻璃大不相同
玻璃纤维没有裂痕,所以异常强固
玻璃纤维的强度是钢的6到10倍
这若是钢丝...
玻璃纤维的负载力是钢丝的6到10倍
这东西令我着迷
玻璃纤维可制成织物,作为片材
下一步是添加液态树脂
树脂干了之后会粘合纤维
形成最强固的玻璃
玻璃纤维
我们来试试看能否打破这扇窗
纤锤
我直接敲打玻璃？
这样玻璃理应会碎裂吧
我想也是，试试看
别客气，用力敲下去
玻璃纤维的强度极高
里头有些纤维可能会断裂
但裂痕不会扩散
这东西出人意料地强固
与铝结合成复合材料的玻璃纤维
还更强固
这种材料叫做铝合金玻璃纤维
或简称GLARE
两种材料层层相叠
铝可提供刚性
就象蒙古弓上的水牛角
玻璃纤维有如蒙古弓上的腱
可提供铝所缺乏的强度
铝合金玻璃纤维能否承受可怕鸡大炮的轰击？
玻璃纤维可阻止裂痕扩散到各层铝
希望试验结果是如此
请别有压力，但这东西的厚度和那块遭鸡撞破的铝板相同
我们希望...我觉得这东西好脆弱
而且轻得不得了
用单一材料制成的短弓会弯曲,然后断裂
用复合材料制成的弓不会断
用单一材料制成的飞机蒙皮会先弯曲,然后破裂
复合材料制成的蒙皮能否承受撞击?
好,我来到鸡大炮的靶旁边
因为我很想看清楚鸡撞击铝合金玻璃纤维的过程
铝合金玻璃纤维是否弯曲或恢复原状?我想看看
理查,准备好了吗?我准备好了
3.2.1
太靠近快速飞行的鸡不好
但铝合金玻璃纤维能承受撞击力,而且没破
铝合金玻璃纤维凹下去了,但没有破
这方法确实管用
结合两种材料比单用一种材料好
很棒吧?
对A380的设计师来说
铝合金玻璃纤维完美结合高强度和质轻
这对体积如此庞大的客机十分重要
A380面积超过470平方公尺的外部蒙皮
是由铝合金玻璃纤维制成
铝合金玻璃纤维比铝轻25%
因此全世界最大客机的每位乘客耗油量低于家庭房车
这全多亏了研发灵感来自蒙古弓的复合材料
铝合金玻璃纤维够强固,能承受飞行过程的种种磨难
即便驾驶是新手也一样
理查,现在飞机由你来操控
你把手放到驾驶杆上,准备接手操控飞机
真的吗?是
将驾驶杆往右移
感觉非常轻
我们要驾驶全世界最大客机表演飞行特技吗?
A380升空之后,其庞大体积不会造成问题
但我下一阶段的调查
是要了解A380仍在跑道上时
其体积为何会带来严重问题
我来到法国西南部空中巴士位于土鲁斯的总部
这里是孕育全世界最大飞机的摇篮
这地方真是惊人
所有东西都好大
最后的装配线有近半公里长
高度则有近50公尺
这栋建筑显然十分巨大
谣言说这儿接近天花板的地方有云形成
在如此巨大的工厂里人类显得十分渺小
装配完成的A380
是目前史上最长、最宽又最高的客机
问题就出在这里
万一要是发生紧急状况
乘客得跑很长的距离才能活着逃出飞机
这是A380进行紧急疏散试验的情形
为求能符合国际间的规定
机上853名乘客疏散时
只能利用飞机16个出口中的其中8个
飞机若是起火
乘客须在90秒内逃出才能保命
须有可迅速逃出的逃生路线乘客才能保住性命
他们受困在3层楼高的地方无处可逃
因此A380具备全世界最大的逃生滑梯
但按规定滑梯须在6秒内完成充气
以免最先抵达舱门的乘客堵住出口
欲解决这个问题须发挥出人意表的联想力
将逃生滑梯和一种杀人装置联想在一起
为了证明这点，我要动手制作测试逃生滑梯
尽管如此，A380的逃生滑梯容量仍是这气囊的8倍
替气囊充气或许不会太困难
这个气囊非常大
逃生滑梯其实就是一种气囊
有种方法能快速替气囊充气
这应该跟替派对气球充气一样简单
替气囊接上一筒压缩气体
然后按规定充气6秒
好，预备。3、2、1
气囊膨胀起来了
5、6
麻烦了，这方法不够快
6秒后
气囊依旧太软，无法承受急于逃命乘客的体重
因此A380设计师祭出秘密武器
火箭推进
我使用19世纪的火箭
因为它的设计简单，我们可清楚看见其重要材料
火药
这些火箭在当年准确度并不高
但却能产生大量气体
我们就是利用这点替气囊充气
我只需确保火箭无法移动
这里有一枚火箭
把火箭安装床的后部
气体可沿着这根管子进入气囊
火箭显然要朝这个方向
因为我希望废气能进入气囊而非火箭本身
把火箭装好
我需要火
这回我拿火箭气体当助推器，并将之与压缩气体结合
但这装置能在关键的6秒内替气囊充好气吗？
气囊的前半部迅速膨胀
但后半部没有怎么膨胀
逃生滑梯若是没有充饱气体可能会害人没命
火箭确实有加快充气的速度
但我们还是没能替气囊充饱气
为此空中巴士的设计师利用这东西
这叫做吸气器
但这其实只是一个漏斗
漏斗越变越窄时
通过的火箭气体会加速前进
导致压力下降
这理应会形成真空效应
吸气器会从周围环境吸入更多空气
替逃生滑梯充气
但这足以将武器变成救命装置吗？
结果非常成功，气囊在6秒内完成充气
气囊内的气体有2/3是吸气器吸入的新鲜空气
他们是如此利用火箭推进来拯救人命
这种火箭可能无法用来打仗但却能够拯救人命
有了这装置
A380的逃生滑梯可在4秒内完成充气
比规定的时间还快两秒
在进行防灾演习时
853名乘客只花78秒便完成疏散
多亏利用火箭充气的逃生滑梯A380才能获准升空
但设计师希望飞机不会遇上须用到逃生滑梯的紧急状况
不用说，你若是工程师
最好是能在一开始便设法避免飞机发生紧急状况
在A380升空飞行的过程中
有一刻潜藏的危险还高出其他时刻
着陆
机舱和跑道之间的猛烈碰撞
请看这起于1993年发生在香港启德机场的事故
一架波音747在接近跑道时遇上侧风
这架巨无霸飞机在风中扭曲变形
一组起落架独自承受飞机着陆时的冲击力
但起落架够强固所以没有受损
A380的起落架能承受这类极端的着陆
就算下降率比平常高出4倍也一样
但巨大A380的重量比波音747重4成
有件事实叫人惊奇
A380起落架的设计原理
和维持脚踏车运转的装置相同
工程师陶德托德司基诺要利用一项奇异实验证明这点
他用这东西代替A380
一架两百公斤重的钢琴
钢琴将从起重机上掉落
以30公里的时速坠地
但陶德认为他能令钢琴轻落地
他要利用A380起落架的动作原理
这装置源于一种古老巧妙的发明
我们可利用脚踏车打气筒制作避震器
我若把洞做得比较小,空气就无法轻易进入
空气会遭挤压或压缩并象这样抵抗我手臂的力量
打气筒不再泵送空气,反而开始吸收能量
A380的巨大避震器看似重量级高科技工程设计
但陶德认为所有避震器不过是装有活塞的圆筒
也就是巨大的脚踏车打气筒
好.大片胶合板.是
把钢琴摆在胶合板上
我们要在这里放下起重机吊索
我们要把脚踏车打气筒摆在钢琴底下
整个构架底部会有一排排的脚踏车打气筒
这个构架具备起落架的功能.对
可令装置固定在这里.对
好
陶德开始制作基本构架
我则着手了解我们面临的难题
任何实验要想在科学上站得住脚
一定要有对照实验
这架钢琴是我们的对照物
这架钢琴没有起落架
我认为我们该了解一下这架钢琴落地时会如何
开始吧
大家让开
钢琴落地时猛烈撞击地面
客满的A380若遇上起落架故障
后果将不堪设想
真是不可思议
起落架的原理居然和一种简单的日常装置相同
光靠脚踏车打气筒真能拯救这架钢琴吗?
全世界最大客机的起落架
设计原理类似一组巨大脚踏车打气筒
工程师陶德为了证明这一点
利用脚踏车打气筒替一架钢琴制作起落架
这架钢琴是摆在胶合板上
好让钢琴能在落地后保持直立
他将打气筒装在胶合板上
让手柄先撞击地面,然后推动活塞
陶德仔细计算过他需要多少打气筒
100个,这个整数不错
这个整数不错?你还真讲求科学
但他是有条理地进行这项疯狂实验
A380的避震器内装的是液体,而非气体
所以陶德也要在打气筒里装液体
打气筒内装的若是液体,得费更大的力量才能将之挤出
打气筒因而能承受更强烈的震动
让水从这个洞喷出
打气筒便能转移能量,抵消钢琴落地时的冲击力
使水从洞内喷出可吸收能量
形成阻尼减缓钢琴下降的速度?
钢琴会落地,然后这样
打气筒在测试时
如陶德所希望那样缓缓吸收震波
可惜脚踏车打气筒不能用来装水
展开起落架的最后制作阶段之后
100个泵很快就开始渗水
现在我们必须与时间赛跑
大家若觉得我们急迫匆忙,我们是急迫匆忙
打气筒在漏水,有100个打气筒在漏水
我担心打气筒每漏出一滴水
吸收钢琴坠地所产生能量的缓冲能力就少一分
希望实验能成功
陶德决定趁打气筒内还有水时放下钢琴
我们必须尽快放下钢琴
检验他的理论
这项实验是模拟客满A380着陆时的情形
一架两百公斤重的钢琴将以30公里的时速落地
100个脚踏车打气筒将单靠抽水吸收震波
这个起落架能防止钢琴在坠地时撞毁吗?
这是你的主意,还是我的?是你的
谢谢.5、4、3、2、1、拉
结果出来了。太棒了，这方法管用
我以为钢琴会砸毁，但是你们看
请在重播时注意看被泵挤出来的水
这看起来象是钢琴，但弹起来呢？
弹首曲子给我们听吧
好，我不会弹钢琴，但钢琴没有坏
这是重点
100个脚踏车打气筒可使一架坠落的钢琴安全着地
A380着陆时
飞机起落架会以相同原理吸收冲击力
但A380只有5个避震器
每组起落架只有装一个避震器
飞机避震器是泵油，而非泵水
油较粘稠，因而能吸收更强的震波
560吨重的飞机撞击跑道时
853名乘客几乎没有什么感觉
这全多亏了脚踏车打气筒
A380真的是高科技工程的一大成就
A380所有组件皆经过3次测试以求完美
但在我看来
全因这些技术背后的巧思
这架令人惊奇的现代飞机才能诞生
因为借用大自然的某项设计，A380才能拥有完美机翼
先进的外部蒙皮能问世
全因蒙古弓制作者的巧思
须有特殊天分才能将杀人机器变成可拯救人命的机器
A380的设计其实很简单