为什么歼20飞行的时候机翼会冒白烟?
你看到的不是白烟,是水汽凝结形成的白气。
歼20的白气
这东西本质上与你锅里煮饭或打开冰箱时冒出的白气没啥区别。
它们的区别在于,拥有不同的物理形成方式。
锅里煮出的白气,属于水蒸气大量富集产生,在相对低温区凝结成水珠形成。
冰箱里的白气,是冰箱里干燥的冷空气,骤然遇到外部进入的潮湿热空气,形成水汽凝结形成。
战斗机翅膀上的白气,是一种气压差造成的空气凝结现象。
不同压力的流体让飞机拥有升力,也在交汇处形成涡流
要解释这种现象,先要明白飞机涉及的“伯努利原理”,即“动能+重力势能+压力势能=常数”。
简单理解的话,伯努利原理是一种流体力学涉及的理论,它阐述了飞机如何能飞起来。
我们生活的地球拥有还算稠密的大气,我们就生活在大气之中并呼吸着它们。
尽管人类觉得空气看不见摸不着,但毕竟大气也是物质构成的,当施加压力的时候,大气便会快速运动,形成风。
所以,人们在制造高速运行的机器,如飞机、汽车、和谐号时,都会考虑空气阻力。
当一个物体以极高的速度在空气中运行时,空气就是堵需要不断挤开的,具有实体的东西。
所以流星进入大气层会被摩擦烧毁,脆弱的风帆会在大风中被吹断,飞机设计会越来越流线型。
在这种事情上,我们完全可以将飞机理解为航行在水中的船舶,在流体概念上它们是一致的。
或者说,飞机更像一艘完全没有储备浮力的潜水艇。
它需要动能加速,让自己通过速度进入稠密的空气状态中,然后以机体上下不同的压力差实现升降。
流速高的表面压力低,流速低的压力高;一面压力高,一面压力低,那么飞机就会向低气压端运动,此即“升力”。
那么有人会问,这种事跟飞机翅膀上冒烟有啥关系呢?
红色的是发烟弹,但这张图能很好的看到翼尖涡流现象
因为翅膀上冒白气,其实与一种名为“翼尖涡流”的气压现象息息相关。
前面说过,飞机的流体造型上下压力不同。
飞机有自己的体积,并非无限延展,那么这种上下分半的情况终归有个交汇的边缘。
这个交汇的地方,当然是提供升力的机翼边缘。
风力发电机也可以
机翼边缘部分(可以为边条翼、翼尖或其它边缘)的气流压力交汇,会形成涡流现象。
高气压和低气压随着翼尖翻滚流动,又因为飞机前进的速度比较快,这种涡流会在机翼上被向后抛离。
压强的变化本身就会让水蒸气的状态发生改变,涡流这么一作用,就会在某些条件下制造出大量的白气,从而让人们看到机翼上拉出气条的现象。
也正因为如此,翼尖涡流现象某种程度上也可以展现出飞机的升力。
这是因为结构升力越大的飞机,其翼面必然能制造更大的压强差,翼尖涡流现象也会越强,凝结的白气也就越明显。
不过这种现象也可以以飞行器的规模而论,比如一架大飞机,它本身翼面尺寸就大,形成的涡流白气也可以非常明显壮观。
同理,飞机在拼命为自己制造升力时,涡流的白气最为明显。比如飞机在起飞时,会产生强烈的涡流,从而激发出白气。
飞行中的F35
还有鸭翼、襟翼也很容易产生现象,这是因为这些部位对空气产生了更大的压力,它们的形状也与周围的机体容易产生不连续性。而且襟翼部位的空气相对厚实,容易富集水分。
涡流白气也不一定在任何时候都发生,它们与飞机的白色尾流以及被传说为“音爆云”的压力凝结云一样,都存在环境条件,空气的温度、湿度,以及飞机的飞行姿态,都有可能影响其产生。
例如一架战机安安稳稳的高空飞行时,就不见得能看到白气,但当它表演特技时,却频繁地能在鸭翼、边条翼等部位观察到现象。
就是酱紫。
为什么歼20飞行的时候机翼会冒白烟?
歼20因涡流增升效果明显
歼20战机是我国目前在役的最先进的一款空优战斗机,并且它和美军的F22、F35一样具备隐身能力,同属于第五代战机,也是世界上第二款进入现役的重型隐身战机。提者所说的歼20战机在飞行中出现机翼冒白烟的现象,正确讲这是一种任何战机在飞行时,尤其是超音速飞行时会出现的物理现象,叫做涡流。而发生在飞机上涡流也分为多种类型,有翼尖涡以及机身个别部位发生的涡流,飞机上常见的主要为翼尖涡流。
这也是提者所问道的机翼会冒白烟的原因。顾名思义,涡流就像我们常见的水中漩涡一样,只不过发生在飞机上翼尖上由于飞行速度原因,产生的气流扰动,再者由于附着在机翼上表面的气流压力较低,而此次同样经过机翼下表面的气流压力却相比上表面较强,在上下两道气流经过机翼、翼尖时,就会向后产生一种如水中漩涡的场景,放到地面人员看到的便是冒白烟的景象。
飞机涡流产生示意图
涡流的产生对于飞机的增升有好坏之分,这就如大家常见的在沙漠里奔跑感到费劲的原因,飞机在空中出现涡流扰动的情况就对发动机的功率输出有着较大影响,这就是其有害的一面。而涡流好的一面则完全体现在了歼20上,并且歼20战机也正因为对于涡流发生的考量,使其在飞行过程更加的如鱼得水,增升效果明显。
这就是在多款五代机中,独独歼20战机有着鸭翼布局的原因,歼20的前置双鸭翼布局,并且其小鸭翼还进行了削尖处理,这在飞机迎头气流因为鸭翼的提前介入,在鸭翼之后与主翼翼根部位产生了一个向上增升的效果,所以外媒对于歼20战机的气动布局一直有着极高赞誉是有一定原因的。结合先进的多翼面控制技术,令歼20战机在飞行性能上有着力压群雄的强大实力。
F22飞行中产生的涡流
为什么歼20飞行的时候机翼会冒白烟?
歼20飞行的时候机翼的冒白烟的主要原因是飞机上的翼尖涡流导致。涡流在我们的日常生活中十分常见,比如海中出现的漩涡,但是歼20机翼的漩涡产生原因是由歼20的高速飞行在机翼产生的气流干扰,此时机翼前方跟下方是高压区,温度较低,机翼后方跟上方则是与之相反的低压区,温度较高,当空气从高压区流向低压区的时候,冷热空气交替,冷空气瞬间吸热膨胀,空气凝结成小水珠,也就形成了题中所述的白烟。同样的现象在严寒的冬季向空中哈气时也能看到。歼12作为我们现役代表我国空军最先进技术的隐身战斗机,属于第五代战机,与美国的F22、F35齐名,出现白烟情况是每架飞机都会发生的,但是产生白烟的涡流也大有学问。
此种情况下产生的涡流对于飞机的增升作用截然不同,空中的涡流会扰乱飞机飞行,不利于飞机发动机的输出效率。而歼20的优秀之处在于,他能完全克服涡流的干扰,自然他的增升效果远高于其他战斗机。
歼20的法宝就是他独特的鸭翼布局,他的机身前方不仅布置了双鸭翼布局,小鸭翼还特别削尖,这样就能更有利于鸭翼能够有效提前迎接气流,而由于小鸭翼被削尖,能够更有效的处理气流,减少气流对飞机飞行的干扰,并且同时一个来自鸭翼与主翼翼根部分产生的向上增升效果更叫有利于歼20的增升。
歼20独特的鸭翼布局,以及先进的翼面控制手段共同构成了其秒杀其他战斗机的秘密法宝。
为什么歼20飞行的时候机翼会冒白烟?
歼20战斗机是我国当前最先进的一款战斗机,这款战斗机的性能达到了四代机的标准,战斗能力要远超国内的歼10和歼11。因为是国内最先进的战斗机,歼20也成为了很多军迷们最关注的新型武器装备之一。歼20战斗机在飞行的时候,机翼会出现白烟的现象,很多网友看到这个画面的时候会提出质疑,战斗机的机翼冒白烟究竟是怎么一回事呢?其实不仅是歼20的机翼会冒白烟,F22在飞行的时候,也会被白烟笼罩。
被白烟笼罩并不是隐身的特征,而是飞机在飞行的过程中,和空气发生的物理反应的结果。我们知道一些飞机飞行的时候,后面会拉着一条长长的烟云,这个烟云并不是飞机喷出来的,而是飞机排出来的气体,和周围空气水汽凝结造成的。同样的道理,歼20机翼被烟雾笼罩也是一种物理反应的结果。歼20飞机在飞行的过程中,机翼附近的空间在飞机的高速带动下会产生一个空气漩涡区域,这个区域内的气体密度会比较小,压强也会比较小。在空气压力发生了巨大变化的同时,机翼上的气体也就出现了白烟的现象。
除此之外,在飞机飞行的过程中,飞机的高速度也会产生流动空气,当空气流动速度增快的时候,气温就会因此发生变化,这样就容易造成水蒸气在短时间内完成凝结最终产生了白烟。这样来看,歼20的白烟并不是技术问题,也不是为了隐身而专门设计的,细心观察的话,其他的战斗机应该也会有这种白烟的出现。
白烟的出现虽然是一种自然现象,不过对于战斗机的战斗还是有一定的影响。在晴空万里的天气下,白烟会让战斗机更加容易被发现,而在云层比较多的情况下,白烟则是战斗机非常好的一个掩护,在早期的空战中,打完之后就跑到云层里面,是很多飞行员常做的事情。歼20作为国内当前最先进的战斗机,大批量生产只是时间的问题,这个战斗机的大量服役,将会让我国的空军战斗力更进一步。
为什么歼20飞行的时候机翼会冒白烟?
那是飞机表面涡流导致空气中的水蒸气凝结成雾,军迷看这些“白烟”就可以滔滔不绝给你讲这架飞机的气动设计是如何利用涡流的。
飞机机翼上表面后部的气流,由于机翼弯曲而流速减慢,同时压力升高、温度降低,因此形成了冷凝水雾。
详细一点说,气流减慢的原因是,飞机翼型设计上表面较弯曲,使得空气流动截面(术语:流管)先变细、后边粗,按照空气动力学原理,流管变粗的地方气流速度减慢,压力升高,温度降低。(这里说的压力升高,是相对于机翼上表面流管变细的地方,而不是机翼下表面。机翼上表面的流管总体比下表面要细,所以压力总体要低,这就产生了升力)压力升高而温度降低,当然容易出现冷凝水了,机翼上出现的雾气跟什么音速关系不大。不过,突破音障的时候,围绕机头的锥形白雾也是同理产生,因为空气经过激波后流速减慢,压力升高,温度降低。
歼20采用了巧妙的设计,通过鸭翼和边条翼的配合,可以产生大量涡流,而且从试飞的图片来看,鸭翼和边条翼产生的涡流没有重犯F18早期型号的错误,涡流与垂直尾翼的翼根冲击,歼20在设计上避开了这一陷阱。这样机翼上面的涡流可以使机翼产生更大的升力,我自己想这应该也是歼20的机翼面积小于F22的原因之一吧。
为什么歼20飞行的时候机翼会冒白烟?
准确来说,那不是白烟,而是白雾。这是一个正常的物理现象,叫“翼尖涡流
鸭翼布局歼-20
歼20独特的鸭翼布局。作为我国最先进的战机,歼20不仅具备和其他五代机一样的超高性能和隐身性等优点,还有一个很独特的设计—鸭翼。这种布局和常规布局相比,没有什么高低强弱一说,只能说走的路径不同,它的优势和劣势也是比较明显的,首先就是减少了飞机的阻力,增加升力。鸭翼设计的前翼和后翼能一起产生向上的升力,而常规布局的下偏型尾翼还会增加飞机的阻力,加上飞机在仰角状态下翼尖拉出的涡流压力很低,使得主翼的上下压力差明显提高,在提高升力性能上可以说显而易见。然后就是鸭翼的设计和飞机结合的面积大,为配置更大体积的油箱也提供了条件。
涡流
歼20的“翼尖涡流”。所谓是雾而不是烟指的是液体水蒸气,概括来说就是歼20在高速飞行的时候产生的气流干扰,机翼上表面和后方的气流压力低、温度高,前方和下方气流压力高、温度低,所以当空气经由高压区转向低压区的时候,冷热交替水蒸气凝结成一粒粒小水珠,大量水柱聚集犹如水中的漩涡,形成了白雾的现象,它还有个专业学名叫“普朗特-格劳厄脱凝结云”。
翼尖涡流
鸭翼布局使得歼20在遇到涡流时如鱼得水。涡流对飞机的影响是有好有坏的,有时会降低飞机的功率,但是歼20的独特的鸭翼布局就起到了很好的作用。它的小鸭翼的削尖处理,能有效地迎接气流,流动到后方主翼的时候反而起到一个向上提升的效果,极大地减少甚至克服了涡流的干扰。
陆续完善的歼-20
纵然我国的歼20在发动机上面还达不到美国以及俄罗斯一些战机的水平,但作为我国最先进的五代机,它在技术上的不断尝试和创新相信在未来还有更大的突破。
内容仅供参考,如果您需解决具体问题(尤其法律、医学等领域),建议您详细咨询相关领域专业人士。
版权声明:文章内容来源于网络,版权归原作者所有,如有侵权请与我们联系,我们将及时删除。