飛機憑啥玩弄云？
有時候，翱翔于天空的那些大家伙們會搖身成為一個個大畫家，它們以云為墨，在天空畫出一幅幅讓人嘆為觀止的圖像。比如下面這一副，它的作者是“波音767”。
還有這一副，看上去就像一張嘟著嘴，滿臉通紅的熊貓臉。很多軍迷可能一眼就能猜出，始作俑者是誰。
更神奇的是，就算沒有云，它們也能“變”出來，并繼續作畫。比如名叫“F-15鷹式戰斗機”的這位：
我們禁不住會問，天空中這些漂亮的造型，飛機是咋弄出來的？要弄清楚這個問題，我們不妨從“飛機為什么能起飛”開始。
所有的教科書都告訴我們，飛機能在天上飛，是因為機翼上下表面的壓力不一樣，機翼下表面的壓力大，機翼上表面的壓力小，于是機翼上下表面產生了一個壓力差，正是這個壓力差，托起了飛機。可要怎樣才能產生這個壓力差呢，老師又告訴我們，空氣流動速度越快，氣壓就越小。
上圖中，用一根水平的玻璃管，朝插在水杯里的玻璃管口吹氣時，水會從玻璃管中流出，這是因為，玻璃管口周圍，空氣流速大，所以氣壓小，小于正常大氣壓，于是，大氣壓把水從杯子中壓出來了。
上面的道理很簡單，然而，很多人常常不注意，這會帶來危險。比如地鐵旁，有的人常常離飛馳而過的地鐵太近，因為有壓差，所以存在被地鐵吸過去的危險。
綜上所述，要想讓機翼上下產生壓力差，一個好辦法就是讓機翼上下表面的空氣流動速度不一樣，具體就是，機翼上表面的空氣流動快，下表面空氣流動相對慢。如何做呢？
有幾種辦法，其中一種是，把機翼的上表面弄凸，比如這種：
機翼的這種設計，會造成空氣在機翼上表面的流速大于機翼下表面的流速，這不難理解，想象一下，一條河流，河面很寬的地方，水的流速很慢，當河面在某個地方突然變窄時，水流就會迅速加快。
上圖機翼的這種設計，就是要帶來類似“河面突然變窄”的效果，當水平的空氣（河中的水）快速流向機翼時，如果機翼薄薄的，并且是上下對稱，那么顯然，機翼上下表面不會產生壓力差，如果機翼上表面變凸，這就類似于原本寬寬的河面突然變窄一樣，所以，機翼上表面的空氣流速遠大于下表面，結果是，機翼上方氣壓小，下方氣壓大，于是飛機便被頂起來了。
現在，咱們回到最初的問題，天空中那些漂亮的云彩，飛機是怎么弄出來的？
還是繼續舉例子，我們知道，滑冰運動員之所以能在冰面上優雅地滑行，是因為冰面一直在支撐著運動員的鞋底，同理，飛機能在天上飛翔，是因為飛機下方的大氣在支撐著飛機的機翼。然而，空氣不像堅硬的冰面，冰面不會變形，但空氣會，它被機翼壓縮后會變形，會流動到氣壓低的地方。問題來了，飛機周圍，什么地方的氣壓比較低呢？
現在我們已經知道，機翼上表面的氣壓很低，所以飛機在天上飛行時，會導致飛機后面的氣流向上卷起，這就是人們常說的渦流現象。具體到飛機上，通常叫做“尾渦”，“尾流”，“翼尖渦流”。
美國航空航天局為了研究翼尖渦流，曾經使用紅色的煙霧來演示，畫面效果非常棒。
有時候，配合紅外干擾彈，有些飛機在空中畫出的“畫”萌態十足，比如 “C-17全球霸王”軍用運輸機在空中的這幅“畫”，堪稱杰作：
下方一條一條的云帶是“C-17全球霸王”發射紅外干擾彈帶來的，但是上方類似圓形眼睛的，是由機翼產生的渦流造成的。
還有一些時候，我們能看到這樣的美圖，空氣中沒有云彩，但是飛機兩端的翼尖會產生兩條如“白龍”一樣的煙霧。這又是怎么形成的呢？
發生這種現象，常常是空氣中的水蒸氣比較多，濕氣比較大的時候。有飛行員說，他們在飛行時常看到翼尖渦流，而且通常是在空氣濕度比較大的時候。
因為翼尖渦流是高速旋轉的氣體，而上文我們已經闡述，氣流運動速度越大，氣壓越低，所以翼尖渦流內部的氣壓很低，又因為在一定的條件下，溫度與氣壓成正比，氣壓的突然降低，會帶來溫度的驟降（如果我們把瓶子中的氣體不斷抽出來，那瓶子中的水會結冰），于是翼尖渦流里面的水蒸氣就凝結成小水珠，變成你看到的一條“白龍”的樣子了。
對后方的飛機，尤其是小飛機來說，前方大飛機產生的翼尖渦流就是一個噩夢。翼尖渦流會讓后方的飛機發生側滾，如果相遇過近，還會讓后方飛機的部件損壞。
對于某些機型，翼尖渦流除了對后方的飛機帶來危險外，也會給自身帶來不穩定，同時還會削弱翼面的升力。為了減弱翼尖渦流，有的機翼會采用翼尖小翼，比如這種：
最后，很多人會把翼尖渦流同另一種更酷炫的現象相混淆，就是下圖這種：
上圖中的現象與翼尖渦流有著本質的不同，它的通俗叫法是“音爆云”，更準確的名稱是“普朗特-格勞厄脫凝結云”，跟“翼尖渦流”比起來，“普朗特-格勞厄脫凝結云”所涉及的物理現象更加的高大上。
請關注“知道日報”，如果有機會，我將在這里與大家繼續聊這種壯觀的物理現象。
- 發表于 2014-09-30 00:00
- 閱讀 ( 912 )
- 分類：其他類型
0 篇文章
作家榜 ?
-
xiaonan123
189 文章
-
湯依妹兒
97 文章
-
luogf229
46 文章
-
jy02406749
45 文章
-
小凡
34 文章
-
Daisy萌
32 文章
-
我的QQ3117863681
24 文章
-
華志健
23 文章