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为什么喷气飞机在飞行时翼尖会出现两条银带

1959-01-19陈泰汶

航空知识 1959年2期
关键词:翼尖白亮涡旋

陈泰汶

当喷气式歼击机作特技飞行表演时,如爬高,俯冲时,在机翼的二尖端,时儿显出二条白亮的银带,划破碧蓝的晴空,但一会儿又消失了,这是什么原因呢?

一、有同志认为这是驾驶员同志为了使观众容易看见而故意放出的白烟带。但不是在几万观众看表演就是在平时作飞行训练时也出现同样的白亮的银带,所以这不是飞机上故意放出的(也有放出的一种白烟幕,但我们看到的不是这种白烟幕),而是飞机在达到一定飞行速度时所必然产生的结果。

我们知道飞机之所以有升力是因为气流流过机翼的上下表面的路程不一样而引起速度差出现了上下机翼表面不同的压力而产生的。

如果在(图1)1-1处,有А,Б二气流质点,分别往机翼上表面和下表面流去,因为这是连续的流动,所以А,Б同时在1-1处分开,在2-2处也必然是同时相会。又因为机翼在制作过程中,上表面孤度一般的是大于下表面的孤度。这样A质点就必然要以大于Б质点的速度流过上表面,这样才能在2-2处相会,于是产生了机翼上表面的气流速度大于气流下表面的气流速度。

按照伯努利定律:

V:速度〕。可以知道,V越大,P就越小,反过来也一样,于是机翼上下产生压力差,而机翼下表面的压力是大于上表面的,这样的压力差就成为飞机的升力。

也正为有这样的压力差,就产生了另一物理现象,这就是机翼下表面一部分气流因为上表面压力小而流向低压的上表面,形成环状涡流气流(图2)又随着飞机的前进,而由翼尖拖向后,形成二条平行的涡旋流。

这种流动在翼尖部分更为剧烈,因为在翼尖部分的气流要流到上表面去是更容易。这样在翼尖部分的这种环状的涡旋气流,也就成为由翼尖发出的二条平行涡旋流的核心,其旋转流动的速度是远大于其他部分。

这样,当喷气式飞机爬高,俯冲或以更大的速度飞行时,在翼尖部分的环状涡流的速度也就越大。当飞机的速度增加,相应的机翼上下表面的压力差也增加,翼尖部分的涡流速度也增加到一定值时,按伯努利公式,可以知道,这时涡旋气流的核心部分的压力就是很低了,相应的温度也下降了,如在这部分空气中的水蒸气达到饱和而凝聚成小水珠,于是就出现了一条美丽的白亮的银带。

当然像这样美丽白亮的银带在天上不可能停留很长的时间,因为,涡旋气流的旋转流动速度很快的因为能量的消耗而流慢了,于是核心部分的压力和温度又升高了,水珠又变为水蒸汽而散在空中,于是银带又消失了。

所以说这是飞机的飞行速度达一定值时必然产生的结果。

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