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歼-20高速飞行时,为什么机翼会冒白烟?是突破音速的音爆么?


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几天前,中国空军在长春举行了一个航空开幕周,庆祝空军成立70周年。歼-20表演了出色的空中特技。一些观众发现,当歼-20低空高速飞行时,机翼后面会出现惊人的白烟。有人说这是战斗机以超音速突破音障时的音爆现象。这是真的吗?

事实上,这不是突破音障时产生的音爆,因为超音速飞机以非常大的冲击波突破音障,所以一般不在低空进行,超音速战斗机通常在几千米以上的高空进行超音速飞行。如果在机场飞行表演中进行低空超音速飞行,战斗机突破音障产生的音爆会直接伤害现场观众,也会对机场地面设施造成损害,所以这种白烟肯定不是战斗机的音爆。

战斗机在低空和超音速时产生的音爆更具破坏性。电影《天空狩猎》中有一个情节,在这个情节中,陈丽的超低超音速飞行触发了音爆,制服了地面上的恐怖分子。这实际上是一个恰当的例子。1977年,印度尼西亚的一个自由青年组织在荷兰劫持了一辆通勤列车。为了营救人质,河南空军的f104战斗机数次超低音速飞行到火车站。战斗机引起的音爆、强声波和气流摧毁了火车站和火车的门窗,也使恐怖分子失去了行动能力。荷兰突击队抓住机会营救人质。

因此,当歼-20在机场上空飞行时,由于压缩空气中的水蒸气,机场展览中抽出的“白烟”实际上引起了涡流。战斗机的这种状态通常是由空气中的水蒸气引起的,与超音速无关。事实上,歼-20隐形战斗机在飞行时,除了翅膀之外,还会冒出白烟。它巨大的鸭翼、侧翼和垂直尾翼会冒出白烟。这种白烟实际上是大量的小水滴,属于水蒸气凝结现象,在潮湿的天气环境中更容易发生。

首先,我们必须知道空气中含有水蒸气,水蒸气是无色透明的,不能直接看到。然而,当水蒸气突然遇到低压环境时,由于空气会在低压环境中迅速膨胀,从周围区域吸收大量热量,导致附近区域的温度降低,水蒸气会因寒冷而迅速凝结成小水滴。大量小水滴的突然形成被外界直接视为一团白烟/雾。

因此,歼-20隐形战斗机飞行过程中机翼、鸭翼、边条等位置产生的白烟实际上只是大量的小水滴。它们的出现表明,歼-20隐形战斗机的相应位置形成了低压环境。

例如,当歼-20隐形战斗机在低空进行小角度盘旋、翻滚、跳跃、高G转弯等动作时,其鸭翼、边条翼和主翼前缘会形成向上的涡流,这将导致机翼前缘上表面的气压急剧下降。如果空气中的水蒸气充足,就会很容易产生白烟。

军方粉丝喜爱的“音爆云”也是“白烟原则”之一。“音爆云”只有在战斗机突破超音速时才有可能出现。飞行速度超过音速的战斗机会产生强大的压力波/冲击波。由于气压降低,它们后面的温度下降,空气中的水蒸气会凝结成大量的水滴。

这时,战斗机机身的中部似乎会被一圈云雾所笼罩。看起来战斗机穿着天鹅裙,这比一般机翼冒出的白烟更加壮观和美丽。通常,“音爆云”只能持续几秒钟,而且转瞬即逝。

机翼发出的白烟和“音爆云”都是一种空气动力学尾流,它们都与飞机的空气动力学设计有关。有必要将这种现象与飞机的排气尾、对流尾、空气排油产生的白烟以及飞行过程中拉出的有色烟等现象区分开来。

在低空飞行性能方面,歼-20隐形战斗机比其他战斗机更容易、更频繁,机翼上有白色烟雾。这主要是由于歼-20隐形战斗机出色的空气动力学设计。它的棱形机头、鸭翼、边条翼、进气唇和主翼都经过精心设计,善于产生离体涡流,大大提高了歼-20隐形战斗机的亚音速升力系数,使其具有更好的机动性。

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