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(4.24.1)--进入前机尾流的飞行操纵.pdf

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进入前机尾流的飞行操纵

飞机的尾流是飞机的机翼在产生升力时的一种产物,多为一组反方向变化的漩涡,是影响飞机飞行安全

的一个重要因素。尾流是湍流的一种形式,当飞机进入前面飞机的尾流区域时,飞机往往会出现高度下降、

抖动、发动机停车及飞行状态改变甚至飞机翻转等现象。当小型飞机跟随大型飞机起飞或着陆时,倘若进入

前机尾流中,如果处置不当就容易发生飞行事故。

一、尾流及其物理特性

飞行中飞机将动量传给周围空气,对飞机飞过后的空气形成强烈干扰,飞机后的这种空气扰动就是尾流。

飞机尾流由发动机紊流、附面层紊流和尾涡三部分形成,其中尾涡对飞行安全影响最大。有时尾涡又专指翼

尖自由涡流形成的尾涡。

1、尾涡的形成

正常飞行时,飞机机翼的下翼面的压力大于上翼面的压力,在上下翼面压力差的作用下,下翼面的气流

会绕过翼尖流向上翼面,使得下翼面的流线由翼根向翼尖倾斜,上翼面的流线由翼尖向翼根倾斜。由于上下

翼面气流在机翼后缘处的流向不同,于是在翼尖后缘处分别形成一组旋转方向相反、向后拖动的翼尖涡流,

称之为尾涡。

2、尾涡的物理特性

左右机翼翼尖的两个尾涡的涡核中心之间的距离叫做涡核距,它通常小于飞机的翼展L,在中等迎角下,

涡核距约为0.8L;大迎角下,涡核距约为0.72~0.75L。尾涡的旋涡强度与飞机的法向过载、重力成正比,与

翼展、空气密度和飞行速度成反比。

飞机两组尾涡运动的叠加,就形成了飞机的尾流场。在两组尾涡中间的区域,气流向下运动,形成一定

的下洗速度,下洗速度与飞机的质量成正比、与飞行速度成反比关系。因此大型飞机在起飞、着陆时,它的

尾流场形成的下洗速度会很大,往往对紧跟其后的飞机飞行会产生很大的影响。

尾涡离开飞机后会向下移动,称为尾涡的下沉。尾涡的下沉量是指尾涡中心低于水平线的垂直高度。下

沉量由两部分组成,第一部分下沉量是由机翼的下洗作用造成的,通过机翼的气流有一定的下洗角,使整个

气流向下倾斜,造成尾流下沉,这部分下沉量与下洗角的大小和尾涡离开飞机的距离成正比。第二部分下沉

量是由于左右两组旋转方向相反的涡流的影响,使两组涡束都产生一定的下移速度。一般大型飞机的尾涡约

以2.5m/s的速度向下移动,但约下降200m时就趋于水平。

尾涡接近于地面时,有地面效应。左右两组尾涡在接近于地面一个翼展高度时,受到地面的阻挡,逐渐

转为横向移动。有侧风时,尾涡会随侧风飘移。由于空气具有粘性,而尾涡的切向速度一般比较大,会带动

周围静止空气旋转,因而使能量不断向四周扩散。此外,大幅度的温度变化和空气波动也能导致尾流消散加

快。尾涡的衰减和消散时间约为2min左右。风速越大,尾涡消散也就越快。

二、前机尾流对后机飞行的影响

如果飞机在很近的距离内进入前机尾流,会对飞行产生很大的影响。当然,飞机从尾流的不同位置和方

向进入,对飞行受到的影响也是不同的。

1、横穿前机尾涡中心

当飞机横穿前机尾涡中心时,受尾涡流场的影响,飞机会出现忽上忽下、大幅度的颠簸现象,使飞机承

受很大的载荷变化。如果此时飞行员操纵不当,会加大飞机的载荷,甚至使飞机的结构遭到破坏。如果飞机

不是从前机尾涡中心横穿,则影响会小一些。

2、从正后方进入前机尾涡

当飞机从前机正后方进入前机尾涡时,会受到尾涡下沉气流的影响,上升率降低、下降率增加,如果是

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着陆时进入,则飞机会突然掉高度。如果在中高空飞行,这种影响不大,因为有足够的高度裕度让飞行员来

重新调整和修正。而在起飞和着陆阶段,出现这种掉高度的情况有可能是灾难性的。

3、从正后方进入前机一侧机翼的尾涡中心

当飞机从前机一侧机翼的尾涡中心的正后方进入时,飞机左右机翼受到的气流作用不一样,两侧机翼的

迎角相差较大,飞机可能会产生急剧滚转现象。飞行试验表明,重型运输机所形成的尾涡流场十分强烈。当

小型飞机不慎进入其某侧尾涡中心区时,很容易产生90°以上的滚转运动,导致飞机掉高度,如果在进近着

陆过程中发生这种情况将课程产生无法挽回的灾难性后果。

4、从前机旁边进入前机尾涡

当飞机从旁边进入前机尾涡时,由于两侧机翼受到的气流上洗作用大小不一样,会导致飞机向尾涡外侧

滚转,最终被推出尾涡区。

根据上面的分析,不管飞机从哪个方向进入前机的尾涡,都会对飞机的姿态产生一定的影响,甚至威胁

到飞行安全。所以,为防止进入前机尾流,保证飞行安全,飞机与前机之间要保持规定的高

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