『赛车』飞机性能倍增的经典设计：仅重几公斤，却能省下几十米跑道
在现代航空科技发展史上 ， 一些看似不起眼的小发明 ， 却是让飞机性能倍增的经典设计 。 比如 ， 出于综合因素的考虑 ， 目前无论是军用战机还是民用客机 ， 基本都采用了翼吊式布局 。 这样的布局虽然好处很多 ， 但在飞机起飞时依然会带来气流紊乱的不利因素 。 因此 ， 发动机短舱涡流发生器这个仅重几公斤的物件 ， 就很好地解决了这一技术难题 。 除了保证飞机起降安全性更高之外 ， 涡流发生器还可以帮助飞机在降落时有效降低接地速度 ， 让飞机尽快落地停稳 。 以波音767-200为例 ， 在装备了涡流发生器之后 ， 降落时需要的跑道长度就可以减少76米 。
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对于飞机的翼吊式布局 ， 北京航空航天大学航空科学与工程学院教授张华就曾经给予了专业深入的分析 。 在他看来 ， 这种设计布局最大的弊端 ， 就是飞机迎角起飞时会不可避免地遇到气流紊乱的影响 。 因为发动机在遮挡住机翼的前提下 ， 原本平滑的气流会立刻失去平衡 ， 进而导致飞机在飞行中失去一部分升力 。 因此 ， 在飞机发动机表面安装涡流发生器 ， 可以通过挤压空气的形势造成压力差 ， 进而产生一股流向机翼上方的气流 ， 让机翼上下面的压力重新回到平衡状态 。 在这样的循环作用下 ， 飞机的起飞将更加安全稳定 。
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其实 ， 除了民用客机之外 ， 涡流发生器在军用战机领域的应用同样非常广泛 。 特别是对于航母舰载机来说 ， 战机从高速飞行到登陆航母飞行甲板 ， 本身留给飞行员的反应时间就非常短 ， 再加上航母舰载机拦阻索承受力有一定的限度 ， 因此舰载机降落时除了要保持低速之外 ， 本身也必须特别轻（减少燃油和弹药携带量） 。 不过 ， 舰载机在降落方式上与陆基战机截然不同 ， 主要是卡死飞行轨迹和角度 ， 精准降落到甲板拦阻索区域才能保证安全性 。 因此 ， 任何一款舰载机在对准甲板降落时 ， 其飞行速度依然不会很低 。 为此 ， 如何在保持足够升力的基础上让舰载机以低速状态进行起降 ， 已经成为各国研究的重点课题 。 而在这一领域 ， 中国军工科研人员在涡流发生器方面下足了功夫 。
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近年来 ， 央视等众多权威媒体多次报道了国产五代战机歼-20有望成为新一代航母舰载机的相关报道 。 事实上 ， 除了采用大机翼结构设计之外 ， 歼-29在机头棱边、进气道唇口、鸭翼、边条等多个部位都使用了多组涡流发生器组合设 。 这种涡流增升设计让歼-20在起降时可以获得强大的升力 。 因此 ， 歼-20只需要保持很低的速度就能安全实现甲板起降 。
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【『赛车』飞机性能倍增的经典设计：仅重几公斤，却能省下几十米跑道】涡流发生器在航空业得到广泛应用后 ， 很快也在各行各业中得到拓展应用 。 比如 ， 在汽车工业领域 ， 一些以速度性能著称的超跑车型都使用了这一设计 。 特别是在专业赛车领域 ， 目前涡流发生器几乎成为了标配设计 。 根据F1官网资料显示 ， 目前主流的F1赛车重量普遍在600公斤左右 ， 在赛道上高速行进的状态下必然会产生升力 。 而在这样的状态下 ， F1赛车在急速行进特别是从平直赛道到弯道的转换中 ， 很容易突破轮胎与地面摩擦力极限 ， 失去动力稳定性 。 具体来说 ， 赛车上的涡流发生器主要是为了起到控制气流的效果 ， 从而让赛车在高速行进中保证气流紧贴车体曲线 ， 从而增加赛车的下压力和摩擦力 ， 让赛车在过弯道时依然可以保持足够的速度 。 可以说 ， 涡流发生器不仅堪称飞机研发历史上一次举足轻重的重要发明 ， 也成为工业化发展领域一次意义深远的设计革命 。
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