什么是翼尖涡
飞机在飞行过程中,会从两侧的翼尖产生出两道旋涡,旋涡的强度取决于机翼的升力。大型飞机的重量大,翼尖涡很强,可延伸在飞机后方几公里远的地方。涡的中心压力低,当空气的湿度大时,水蒸气在这里凝结,就形成可以看见的翼尖涡。在远后方,发动机排出的水蒸气凝结后也被卷入到翼尖涡中,形成了长长的航迹云。
翼尖涡存在于所有具有升力并且在空气中前进的物体边缘,只不过是飞机的飞行高度上气温低,并且飞机的速度快,所以水汽更容易凝结,我们才经常能看到飞机的翼尖涡,而鸟类的翼尖或者赛车的翼尖上产生的翼尖涡我们则很少能看到。
翼尖涡是如何产生的
关于翼尖涡的形成,最好理解的是用空气的压力差来解释。机翼的下表面气流压力高于大气压,上表面气流压力低于大气压,在翼尖处,下表面的气流会绕过翼尖流向上表面。这个流动趋势和来流叠加,就形成了螺旋的流动,这就是翼尖涡。
另外,还可以用旋涡理论来解释翼尖涡。流体力学的旋涡理论中有一条结论,就是旋涡不能有自由端,应该或者终止于壁面,或者形成一个封闭的环。而机翼之所以产生升力,就是因为机翼上有一个附着的涡,这个涡在翼尖处向后延伸,和机翼的启动涡形成一个封闭的涡环。
翼尖涡会减小机翼的升力
翼尖涡会改变机翼表面的压力分布,使升力减小,阻力增加。从机翼表面压力分布的角度解释,在翼尖处,没有了机翼的阻隔,上下表面的压力应该是相等的,效果是翼尖处的升力为零。也可以理解为空气从下表面跑到上表面,对下表面的高压具有泄压的作用,而对上表面的低压具有增压的作用,从而减小了整个机翼的升力。从动量定理的角度看,升力的大小取决于机翼向下“排出”气流的质量和速度,而翼尖涡可以看作是机翼下表面的气流向上表面的泄漏产生的,也就是说有一部分空气没有被排向下方,而是跑到上边来了,因此升力减小了。
飞机在飞行过程中,会从两侧的翼尖产生出两道旋涡,旋涡的强度取决于机翼的升力。大型飞机的重量大,翼尖涡很强,可延伸在飞机后方几公里远的地方。涡的中心压力低,当空气的湿度大时,水蒸气在这里凝结,就形成可以看见的翼尖涡。在远后方,发动机排出的水蒸气凝结后也被卷入到翼尖涡中,形成了长长的航迹云。
翼尖涡存在于所有具有升力并且在空气中前进的物体边缘,只不过是飞机的飞行高度上气温低,并且飞机的速度快,所以水汽更容易凝结,我们才经常能看到飞机的翼尖涡,而鸟类的翼尖或者赛车的翼尖上产生的翼尖涡我们则很少能看到。
翼尖涡是如何产生的
关于翼尖涡的形成,最好理解的是用空气的压力差来解释。机翼的下表面气流压力高于大气压,上表面气流压力低于大气压,在翼尖处,下表面的气流会绕过翼尖流向上表面。这个流动趋势和来流叠加,就形成了螺旋的流动,这就是翼尖涡。
另外,还可以用旋涡理论来解释翼尖涡。流体力学的旋涡理论中有一条结论,就是旋涡不能有自由端,应该或者终止于壁面,或者形成一个封闭的环。而机翼之所以产生升力,就是因为机翼上有一个附着的涡,这个涡在翼尖处向后延伸,和机翼的启动涡形成一个封闭的涡环。
翼尖涡会减小机翼的升力
翼尖涡会改变机翼表面的压力分布,使升力减小,阻力增加。从机翼表面压力分布的角度解释,在翼尖处,没有了机翼的阻隔,上下表面的压力应该是相等的,效果是翼尖处的升力为零。也可以理解为空气从下表面跑到上表面,对下表面的高压具有泄压的作用,而对上表面的低压具有增压的作用,从而减小了整个机翼的升力。从动量定理的角度看,升力的大小取决于机翼向下“排出”气流的质量和速度,而翼尖涡可以看作是机翼下表面的气流向上表面的泄漏产生的,也就是说有一部分空气没有被排向下方,而是跑到上边来了,因此升力减小了。