逆火飞机为何会有大量云雾跟超音速可没
白癜风在线咨询专家 https://yyk.familydoctor.com.cn/2831/schedule/我们过去做过很多有关于飞机的节目，也经常出现飞机在飞行当中的视频。很多飞机在飞行的时候，机翼和机身周围会产生凝结云，而很多观众都会说这架飞机竟然超过了音速。然而事实上，很多亚音速的客机和图95这样的轰炸机在飞行的时候，机身周围都会产生凝结云，凝结云和是否超音速飞行没有关系。那么这种凝结云到底是因为什么原因而产生的呢？在我们生活当中也能见到这种凝结现象的发生，比如烧水的时候，水被烧成了水蒸气，而水蒸气在空气当中遇冷就会成为雾状结构。往大了说，核弹所产生的蘑菇云其实就是一种巨型的凝结云。简单来说就是核弹爆炸的时候，将地面或者空气当中的水分变成了蒸汽，而这些蒸汽在预冷的时候就会形成巨大的凝结云。所以凝结云的形成也比较简单，那就是空气中的水蒸气变成了水雾，从而被肉眼观测到。飞机在飞行当中会产生这么几种凝结云。最简单的自然即是小朋友口中的飞机轨道，飞机发动机排气遇冷形成的凝结云，一般发生在中高空。这个原理和烧水一样，不管是活塞发动机还是涡桨，桨扇以及涡扇，都是烧油的，燃油中存在大量的氢元素，所以燃烧后会产生水，但是发动机中的水分是蒸汽形式，遇冷之后自然会形成浓密的凝结云。第二种是飞机进行跨音速飞行的时候产生一种特有的凝结云，这种凝结于有一个专有的名字，叫做普朗特格劳厄托凝结云，也是最难见到的凝结云。第三种凝结云就比较复杂了，战斗机在机动的时候，翼身融合体和特殊设计的气动结构部位都会产生涡流，而涡流部分会产生大面积的凝结云现象，尤其是剧烈机动而且气动布局先进的高性能战斗机，典型的代表就是我国的歼20。我们先来说第二种凝结云，我们之前在讲米格25战斗机的时候，提到过这种凝结云，但是讲的不够清楚。飞机或者导弹以及火箭在高速飞行的时候会对正前方的空气进行压缩，也会在飞机的机头前方持续堆积，最终形成激波面。而这个时候飞机难以提高飞行速度，也被人们称作是音障。想要突破音障，就得使用更大推力的高性能发动机，同时对飞机的气动布局作优化，这时候飞机就会轻松突破音速。超音速飞机在进行超音速飞行的时候，就会产生一个以飞机为中心轴的圆锥状云团，可以明显看到。飞机在快速飞行的时候会压缩空气，而被压缩的空气因为飞机高速运动又会迅速减小压强。在压强减小的瞬间会产生低温，这时候空气当中的水蒸气就会凝结变成非常小的水珠，也就是变成一种云。需要注意的是，普朗特格劳厄托凝结云只会出现在超音速飞行的飞行器表面，不是说出现凝结云就代表飞机超音速飞行或者局部气流到达超音速，这两者的根本原理是一样的，但是形成机理大不相同，最后呈现的云雾形状也明显不一样。对于亚音速飞机来说，如果贸然使用暴力发动机进入超音速飞行，会对飞机表面甚至机身结构造成非常严重的破坏，直接导致飞机在空中解体。这种事故在现实生活中经常发生，高空飞行的民航客机一旦失控，就会在下坠的过程当中达到或者超过音速。如果有人可以看到这架飞机，相信这架飞机机身上也会出现非常巨大的普朗特格劳厄托凝结云，但是用不了多久这架巨型的飞机就会在空中完全损毁。要知道，音爆的破坏力高达每平方米千克上下，脆弱的民航客机无力承受如此的虐待。接着来说第三种最常见的凝结云。大家在乘坐飞机的时候，如果坐在舷窗的位置，先别急着发朋友圈，注意一下发动机和飞机的各种翼面，会发现不少飞机在发动机整流罩上安装有小翼面。这种翼面的学名叫做涡流发生器，不光较大的民用飞机，各种大大小小的飞机战斗机甚至汽车都会使用涡流发生器。简单来说，涡流发生器可以产生涡流，让处于逆压梯度中的边界层流场获得能量，直观来看就是带动凝结云雾旋转的涡流。涡流发生器可以让气流和机体表面不分离，提高飞机的飞行极限，不至于让飞机轻易进入失速状态。同时涡流发生器可以大大提高飞机的升阻比，大幅度增加飞机的升力。飞机在机动飞行的时候，无论是涡流发生器还是战斗机所使用的大边条翼，都会让机身表面的气流产生涡流现象。而对现代战斗机来说，涡流越多，证明飞机的气动结构就越先进，甚至可以做到不需要推力矢量技术就可以完成非常灵活的飞行动作，而整体的结构大为简化。不过飞机的气动布局设计是极度复杂的，不但需要经验，还需要大量计算和风洞，使劲吹，没超级风洞就别玩了，真的！除了涡流发生器以及气动设计，发动机的涡轮叶片也会对空气产生压缩作用，所以发动机进气口也会出现凝结云雾。接下来就是这种凝结云雾的原理。涡流顾名思义，其内部压力极低，温度下降，水蒸气自然就会凝结。所以大家在航展上看战斗机飞行的时候，如果有望远镜或者是比较好的拍摄设备就会发现，像歼20这种飞机会在表面持续不断的产生各种涡流，歼10作为以气动设计出名的飞机也会产生大量涡流，表面的凝结云雾自然不会会少。凝结云在飞机身上非常普遍，可以说只要能产生涡流，周围空气的水分很多，都会产生凝结云。大飞机的襟翼副翼只要运动，都会短暂的产生凝结云。大家注意看这架进行眼镜蛇机动的萨博J35，也会短暂出现云雾。苏27在表演真正眼镜蛇的时候简直就是视觉隐身，产生浓密的云雾。协和客机在起飞降落阶段，其S型机翼也会产生超级浓密的凝结云，大部分舷窗甚至无法看清外面的风景，只要进入平飞状态，云雾也会马上消失。这种凝结云各位也都可以花一块钱制造。拿一个水瓶子疯狂的旋转挤压，将瓶内的气体进行压缩，瓶内的压缩气体有大量水蒸气，而突然打开瓶盖的时候，就会发现瓶内出现明显的水雾。如果用热力学来分析，那就是空气在压缩的时候内能增加，而压力突然减小之后，内能转化为动能，空气自然会降温，所以就会出现水蒸气变成凝结云的现象。简单来说，就是超音速飞机飞行的时候产生一闪而过的锥状云雾，就证明飞机在跨音速阶段飞行，而常规的大型飞机或者战斗机表面所持续产生的不规则云雾证明飞机产生了明显的涡流。大家可以看这两段视频，大型客机在降落的时候，机身的上表面会产生非常明显的凝结云，尤其是在空气湿度比较高的时候。如果飞机在丝毫没有水蒸气的空气当中飞行，那么上述的所有凝结云都不会产生。如果有一天人类可以登上到其他有大气是没有水蒸气的的星球上，那么飞机无论做多么激烈的运动，都不会产生凝结云。好了，这期很简单，希望对大家有帮助，如果有小错误欢迎指出，共同进步！
