爲什麼殲20飛行的時候機翼會冒白煙?

-陌依尋-

殲20飛行的時候機翼的冒白煙的主要原因是飛機上的翼尖渦流導致。渦流在我們的日常生活中十分常見,比如海中出現的漩渦,但是殲20機翼的漩渦產生原因是由殲20的高速飛行在機翼產生的氣流乾擾,此時機翼前方跟下方是高壓區,溫度較低,機翼後方跟上方則是與之相反的低壓區,溫度較高,當空氣從高壓區流向低壓區的時候,冷熱空氣交替,冷空氣瞬間吸熱膨脹,空氣凝結成小水珠,也就形成了題中所述的白煙。同樣的現象在嚴寒的冬季向空中哈氣時也能看到。殲12作為我們現役代表我國空軍最先進技術的隱身戰鬥機,屬於第五代戰機,與美國的F22、F35齊名,出現白煙情況是每架飛機都會發生的,但是產生白煙的渦流也大有學問。

此種情況下產生的渦流對於飛機的增升作用截然不同,空中的渦流會擾亂飛機飛行,不利於飛機發動機的輸出效率。而殲20的優秀之處在於,他能完全克服渦流的干擾,自然他的增升效果遠高於其他戰鬥機。

殲20的法寶就是他獨特的鴨翼佈局,他的機身前方不僅佈置了雙鴨翼佈局,小鴨翼還特別削尖,這樣就能更有利於鴨翼能夠有效提前迎接氣流,而由於小鴨翼被削尖,能夠更有效的處理氣流,減少氣流對飛機飛行的干擾,並且同時一個來自鴨翼與主翼翼根部分產生的向上增升效果更叫有利於殲20的增升。

殲20獨特的鴨翼佈局,以及先進的翼面控制手段共同構成了其秒殺其他戰鬥機的秘密法寶。


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殲20因渦流增升效果明顯

殲20戰機是我國目前在役的最先進的一款空優戰鬥機,並且它和美軍的F22、F35一樣具備隱身能力,同屬於第五代戰機,也是世界上第二款進入現役的重型隱身戰機。提者所說的殲20戰機在飛行中出現機翼冒白煙的現象,正確講這是一種任何戰機在飛行時,尤其是超音速飛行時會出現的物理現象,叫做渦流。而發生在飛機上渦流也分為多種類型,有翼尖渦以及機身個別部位發生的渦流,飛機上常見的主要為翼尖渦流。

這也是提者所問道的機翼會冒白煙的原因。顧名思義,渦流就像我們常見的水中漩渦一樣,只不過發生在飛機上翼尖上由於飛行速度原因,產生的氣流擾動,再者由於附著在機翼上表面的氣流壓力較低,而此次同樣經過機翼下表面的氣流壓力卻相比上表面較強,在上下兩道氣流經過機翼、翼尖時,就會向後產生一種如水中漩渦的場景,放到地面人員看到的便是冒白煙的景象。

飛機渦流產生示意圖

渦流的產生對於飛機的增升有好壞之分,這就如大家常見的在沙漠裡奔跑感到費勁的原因,飛機在空中出現渦流擾動的情況就對發動機的功率輸出有著較大影響,這就是其有害的一面。而渦流好的一面則完全體現在了殲20上,並且殲20戰機也正因為對於渦流發生的考量,使其在飛行過程更加的如魚得水,增升效果明顯。

這就是在多款五代機中,獨獨殲20戰機有著鴨翼佈局的原因,殲20的前置雙鴨翼佈局,並且其小鴨翼還進行了削尖處理,這在飛機迎頭氣流因為鴨翼的提前介入,在鴨翼之後與主翼翼根部位產生了一個向上增升的效果,所以外媒對於殲20戰機的氣動佈局一直有著極高讚譽是有一定原因的。結合先進的多翼面控制技術,令殲20戰機在飛行性能上有著力壓群雄的強大實力。

F22飛行中產生的渦流


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那是飛機表面渦流導致空氣中的水蒸氣凝結成霧,軍迷看這些“白煙”就可以滔滔不絕給你講這架飛機的氣動設計是如何利用渦流的。

飛機機翼上表面後部的氣流,由於機翼彎曲而流速減慢,同時壓力升高、溫度降低,因此形成了冷凝水霧。

詳細一點說,氣流減慢的原因是,飛機翼型設計上表面較彎曲,使得空氣流動截面(術語:流管)先變細、後邊粗,按照空氣動力學原理,流管變粗的地方氣流速度減慢,壓力升高,溫度降低。(這裡說的壓力升高,是相對於機翼上表面流管變細的地方,而不是機翼下表面。機翼上表面的流管總體比下表面要細,所以壓力總體要低,這就產生了升力)

壓力升高而溫度降低,當然容易出現冷凝水了,機翼上出現的霧氣跟什麼音速關係不大。不過,突破音障的時候,圍繞機頭的錐形白霧也是同理產生,因為空氣經過激波後流速減慢,壓力升高,溫度降低。

殲20採用了巧妙的設計,通過鴨翼和邊條翼的配合,可以產生大量渦流,而且從試飛的圖片來看,鴨翼和邊條翼產生的渦流沒有重犯F18早期型號的錯誤,渦流與垂直尾翼的翼根衝擊,殲20在設計上避開了這一陷阱。這樣機翼上面的渦流可以使機翼產生更大的升力,我自己想這應該也是殲20的機翼面積小於F22的原因之一吧。


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空氣被壓縮時放熱,比如空調壓縮機發熱。空氣膨脹時吸熱,如空調的蒸發器製冷。飛機飛行時前方、下方是高壓區,上方、後方是低壓區,空氣從高壓區流向低壓區時膨脹、吸熱,空氣中的水蒸氣就會凝結成小水珠,看上去像煙霧。不單止飛機,在潮溼的天氣中打出的子彈也會帶有水汽的尾跡。


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因為翼尖空氣有渦流行程就像水中的漩渦一樣,一般渦流區的空氣密度會變小,壓強減小,由於空氣壓力的劇烈變化會導致空氣中的水汽凝結,所以就看到了白煙。就知道這麼點,歡迎補充指正。


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殲20在飛行時,機翼上經常會冒白煙,這是怎麼一回事呢?開始時我還猜測是靠近發動機的原故,熱量多了就要受到擠壓,這是戰機在飛行過程中排出來的廢氣啊!後來我又轉念一想,原來的想法不對呀!這氣流這麼強大除非是航空煤油,在燃燒過程中,特別排除的氣流,可見,那燃燒的油料是不是含水量太高,才可能排除這種白煙,而不從屁股排除,則是從機翼排除,這倒是有點奇怪了,這種從機翼上排除的氣體,還拖著長長的白霧,構成了殲20特有的景觀。


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