飞机和赛车都怕“脏气流”
在航空领域这样一种现象,大型飞机起飞后在它身后的中型或小型飞机,必须要间隔一段时间才能起飞,背后的原因是,避开大型飞机的尾部涡流,而尾流的主要部分是大型飞机的两翼翼尖处所会产生的翼尖涡流。这两股自下而上高速翻动的螺旋形气流,会向后、向下延伸,持续高速旋转,且旋转方向相反。两股涡流,内侧会形成强大的下降气流,外侧形成强大的上升气流。当中、小型飞机起飞进入这个空域,向下的气流会严重干扰到它们的正常飞行,甚至会造成飞行事故。
在F1围场内,也有类似这般气流干扰的情形。前车高速行驶过后,留下的是被它扰乱的“脏气流”(Dirty Air),后车因此无法产生足够的下压力(特别是前翼的下压力下降,让赛车操控性下降)、速度受到影响,造成了后车难以在弯道中跟车和超车,进而降低了F1比赛的竞争性和观赏性。那么,为了减少这种前车对后车的“脏气流”干扰,F1在2022年做出了划时代的变革,至此F1赛车进入了“地面效应”时代,也将F1赛车的空气动力学带入了新纪元。
“地面效应”和“文图里管效应”
同样,在航空领域也有“地面效应”这一词。当飞行器以很近高度贴近地面或水面飞行时,地面或水面阻挡了翼尖涡流的产生、中断了机翼的下洗气流,进而减小了机翼的诱导阻力,整个飞行器体的上下压力差增大,升力会陡然增加,飞行器也获得了比空中飞行更高升阻比。在冷战时期,以苏联阿列克谢耶夫(Rostislav Alexeyev)代表的中央水翼艇设计局基于“地面效应”开发了多款地效翼飞行器,其影响也绵延至今,航空业依旧在继续地效翼飞行器的探索。
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