殲-20高速飛行時，為什麼機翼會冒白煙？是突破音速的音爆麼？_風聞

作者|  科羅廖夫

來源|  科羅廖夫的軍事客廳

近三年來，中國空軍的殲20隱身殲擊機多次公開展示，例如殲-20的雙機飛行表演，多機參加空中閲兵式。有觀眾發現，殲-20在進行低空高速飛行時，機翼的後方會出現醒目的白色煙霧。有專家解釋説，這是戰鬥機在進行超音速飛行，突破音障時產生的音爆現象。這是真的麼？

　　

其實，戰鬥機是禁止在低空進行超音速飛行的。這並不是戰鬥機突破音障時產生的音爆，因為超音速飛機突破音障時，帶有很大的聲波震撼，具有一定的破壞力，所以一般不會在低空進行超音速飛行。戰鬥機的超音速飛行通常要到上千米的高度以上才進行。

戰鬥機如果在機場進行飛行表演時，實施低空超音速飛行，那麼戰機突破音障產生的強烈音爆，會直接傷害到現場的觀眾，也會對機場的地面設施造成破壞，所以，能被人們用照相機或手機拍攝下來的這種白煙，一定不會是戰鬥機的音爆雲。

超音速在低空超音速飛行，引發音爆，具有極大的破壞性。在國內電影裏也有個情節，我軍飛行員駕機超低空超音速飛行，引發了音爆，制服了地面的恐怖分子。這個其實是有真實戰例的，那是在1977年9月，印度尼西亞的一個分離主義武裝組織，在荷蘭武裝劫持了一列市郊的通勤火車。為了營救人質，荷蘭空軍派出2架F-104戰鬥機，對劫持案所在的市郊火車站進行了幾次超低空的超音速飛行，F-104戰鬥機引發的強烈音爆， 引發的超強聲波震撼和噴氣氣流，摧毀了火車站和列車的門窗玻璃，也讓恐怖分子和人質都立即失聰，癱倒，失去了行動能力，荷蘭的突擊隊趁機成功的解救了人質。

殲-20戰機在機場表演時，機翼後部拉出的“白煙”，其實是一種渦流。當殲-20戰機劃過機場上空時，因為高速飛行時的機身和機翼前緣壓縮了空氣中的水汽，拉出了渦流。戰機這種狀態，通常是由於空氣中水汽引起的，跟超音速沒關係。實際上，殲-20隱身戰機飛行時除了機翼會拉出白煙霧，巨大的鴨翼、邊條翼和垂尾都會拉出白煙，這個白煙，其實就是大量的小水珠，類似於我們肉眼觀察到水沸騰時產生的水蒸氣，屬於一種水汽凝結現象，往往在靠近海邊的機場，或者潮濕的天氣環境下更容易出現。

空氣中是含有水的，而在常温下的水蒸氣是無色透明的，並不能被直接看見。當水蒸氣突然遭遇低壓環境時，因為空氣會在低壓環境中迅速膨脹，從周邊吸收大量熱量，導致附近區域温度降低，此時水蒸氣會因為遇冷迅速凝結成小水滴。突然形成的大量小水滴被外界直接看到的樣子就是一團白煙/白霧。

所以，殲-20隱身戰機飛行時機身、機翼、鴨翼、邊條翼和尾翼等部位產生的白煙霧，其實是空氣中水蒸氣轉化為大量小水滴的凝聚現象，它們的出現，説明殲-20隱身戰機高速飛行時，相對應的位置形成了低壓渦流環境。

　　

例如，當殲-20隱身戰機在低空進行橫滾、高G轉彎、躍升、或者小角度盤旋等機動動作時，鴨翼、邊條翼、主機翼的前緣邊條處就會形成強烈的向上渦流，此時會導致飛機部分結構的上表面氣壓驟減，如果這時候空氣濕度比較大，水蒸氣比較充足，就很容易聚集水滴，產生白煙霧。

軍事專家所説的“音爆雲”，也屬於低壓渦流氣流一種。不過，音爆雲只有戰機在突破音速的一瞬間才出現。當戰機飛行速度超過音速時，結構前緣會產生強壓力波，也就是激波，激波的後方，因為氣壓降低導致温度驟降，空氣中的水蒸氣就會凝結成大量水珠或冰晶。這時從遠處看起來，戰機的機身中部位置會被一圈雲霧籠罩，就像是穿上了美麗的天鵝裙，比一般的低速飛行時機翼冒白煙要更加壯觀美麗，不過，音爆雲通常只能持續短短的一兩秒鐘，轉瞬即逝。

所有因為飛機快速飛行導致的機翼冒白煙和“音爆雲”，學名都叫空氣動力尾跡。都跟飛機的氣動設計有關，但需要把這種現象分類，包括噴氣飛機的噴氣尾跡，渦輪發動機的尾氣尾跡，對流性尾跡、空中放油產生的白煙、飛行表演中拉出的彩煙等現象區分開來。

　　

那麼，什麼飛機最容易產生渦流尾跡呢？在低空飛行表演中，殲-20隱身戰機就比其他戰機更容易拉出白煙，而且白煙更頻繁，更多部位出現冒白煙的現象。這主要得益於殲-20隱身戰機非常出色的氣動設計，殲-20戰機具有稜形隱身設計的機頭，前置鴨翼，邊條翼、尾翼、進氣唇口和主翼，都經過了精心設計，善於產生脱體渦流，能夠極大增加殲-20隱身戰機的亞音速和超音速狀態下的升力係數，讓殲-20戰機得以擁有更加優秀的機動性能。

科羅廖夫的軍事客廳