《韋東奕的神秘公式，如何助力代機突破天空傳奇》_風聞

咱平常人提到韋東奕，都知道他是北大的數學大神，腦子裏全是高深的數學知識。六代機呢，那可是航空科技裏最厲害的，代表着未來打仗時空戰的最前沿。這倆看似八竿子打不着，可因為一個叫納維 - 斯托克斯（N - S）的方程，就有了緊密的聯繫。

中國北大數學系副教授

先講講普通戰鬥機。戰鬥機在天上飛的時候，速度、靈活性，還有瞄準攻擊的本事，那都特別重要。速度快，就能趕緊到戰場，搶佔好位置；靈活性好，在亂糟糟的空戰裏，才能躲開敵人攻擊，做出各種戰術動作；瞄準得準，才能真的打到目標。但是，飛行的時候有個大麻煩，就是湍流。

雷諾實驗照片：這直觀展現了從層流到湍流的轉變過程，

能讓讀者清晰看到速度變化如何催生湍流，理解飛機飛行速度加快時，

周圍空氣類似從有序變無序，產生複雜湍流的原理 。

啥是湍流呢？打個比方，就像咱們抽煙吐出來的煙霧，不是直直朝着一個方向飄的，而是這兒繞個圈，那兒冒一團，亂得很。飛機在天上飛，周圍空氣的流動就跟這煙霧一樣亂，這就是湍流。為啥會有湍流呢？飛機的發動機一啓動，噴出來的高速氣流和外面空氣一攪和，就容易產生湍流。而且飛機飛得越快，空氣被攪得越厲害，特別是超音速飛行的時候，空氣被壓得亂七八糟，湍流就更復雜了。就好比汽車開得慢，旁邊空氣還算平穩，要是開得飛快，車旁邊的空氣就亂套了。還有飛機的外形也有影響，機身要是不光滑，機翼形狀設計得不好，空氣流動就更不規則了。

高速載具周圍的湍流更危險

湍流對傳統戰鬥機影響可大了。起飛的時候，飛機速度慢，得靠機翼上下的壓力差產生升力才能飛起來。但有了湍流，機翼表面的壓力一會兒大一會兒小，升力就不穩定了。這就好比車在坑坑窪窪的路上開，很難平穩地往前跑，飛機也就很難順利抬頭飛起來，那起飛需要的跑道就得更長。要是在航母上，航母的跑道就那麼長，跑道變長可太要命了。降落的時候，飛行員得穩穩地控制飛機往下落的速度和姿勢，可湍流讓飛機晃來晃去，根本沒法保持穩定的下降路線，特別容易在落地的時候彈起來，或者落到跑道外面，危險得很。平飛的時候，湍流讓飛機一直顛，飛行員操作起來不方便，更要命的是，武器瞄準系統也受影響。這就像你端着槍，槍一直在抖，還怎麼能瞄準打中目標呢？在俯衝或者做一些高速機動動作的時候，飛機和空氣摩擦得厲害，湍流變得更強，這對飛機的結構強度是個考驗，要是飛機不夠結實，説不定就出大問題了。

戰鬥機因為空戰環境湍流會大大影響作戰性能

再看看六代機，那可就厲害了。速度方面，目標是要達到高超音速，有些設計方案説速度能到 5 馬赫甚至更快。啥概念呢？一個小時就能飛大半個地球，能很快飛到世界上任何地方，實現 “全球快速打擊”。靈活性上，六代機通過把機身、機翼啥的設計得更融合，還有用更先進的發動機，不管在多高的地方，什麼姿勢飛行，都特別靈活。就像老鷹在空中能靈活地翻跟頭、快速地往上飛或者往下衝，能輕鬆躲開敵人攻擊，找到最好的攻擊位置。隱身性能也是六代機的一大亮點，它把外形設計得特別扁，用能吸收雷達波的特殊材料，再加上巧妙的空氣動力佈局，不管是雷達波，還是紅外線、肉眼，都很難發現它，就像天空中的 “隱形刺客”。

六代機的外形設計與N-S公式有什麼關係？

那六代機這麼厲害的性能，和韋東奕研究的 N - S 方程有啥關係呢？N - S 方程就是用來描述像空氣這種有粘性的流體怎麼流動的。飛機在天上飛，周圍空氣的流動就符合這個方程。航空工程師通過解這個方程，就能清楚地知道空氣在飛機表面的壓力是怎麼分佈的，速度是怎麼變化的，這對設計飛機可太重要了。

六代機的發動機秘密與N-S公式有什麼關係

在六代機外形設計上，N - S 方程幫了大忙。工程師用這個方程來模擬不同外形下空氣是怎麼流動的。比如説研究機翼形狀對氣流的影響，他們就改變機翼往後傾斜的角度、機翼的厚度這些參數，放到 N - S 方程裏算一算，看看氣流在機翼表面是怎麼貼着機翼走，怎麼分開的，這樣就能找到最佳機翼形狀，在一定程度上減少湍流產生，讓飛機升力和阻力的比例更合適。全翼身融合的設計也是一樣，通過 N - S 方程模擬，能優化機身、機翼、尾翼連在一起的地方，使氣流過渡得更順，空氣阻力變小，進而提高飛機隱身性能和飛行效率。

N-S方程在許多方面影響戰鬥機性能

發動機設計也離不開 N - S 方程。六代機一般用的是先進的自適應循環發動機，這種發動機在不同飛行條件下，能自己調整進氣量、壓氣機轉的速度這些參數，達到最佳性能。N - S 方程可以用來模擬發動機裏面空氣是怎麼流動的，從進氣道把空氣吸進來，到壓氣機壓縮空氣，再到燃燒室裏燃料和空氣混合燃燒，然後渦輪轉動做功，最後尾氣噴出去，每個環節都能通過這個方程分析空氣的狀態。工程師根據這個來優化發動機裏面的結構，讓空氣能穩定又高效地流動，這樣發動機推力更大，油耗更低，給六代機的超強性能提供動力保障。比如説六代機超音速飛行的時候，發動機進氣道可難搞了，高速空氣衝進來，特別容易產生激波，空氣還容易分開，這對發動機性能影響特別大。但是藉助 N - S 方程，工程師就能設計出特殊形狀的進氣道，像 S 形的進氣道，或者能根據飛行情況改變形狀的進氣道。通過方程模擬空氣在裏面的流動，調整進氣道的結構參數，讓空氣在進氣道里減速、壓力升高的過程更平穩，避免激波搗亂，保證發動機穩定又高效地工作。

發動機對湍流的影響

韋東奕在 N - S 方程方面的研究成果，能為六代機設計帶來新突破。他研究的非齊次納維 - 斯托克斯系統的全局適定性和自相似解，為航空工程師提供了新的理論工具和計算辦法。比如説在模擬發動機燃燒室內燃料和空氣混合燃燒這種複雜的過程時，以往的 N - S 方程很難算清楚，而韋東奕的研究成果，能讓計算更簡單、更準確，助力工程師把發動機內部這些複雜的物理過程分析得更透徹，進一步優化發動機設計。在處理飛機表面複雜的湍流問題上，他的理論也為改進湍流模型指明方向，讓模擬出來的結果更符合飛機實際飛行時的情況，從而更好地指導飛機外形設計，減少湍流對飛機性能的不良影響。

總的來説，韋東奕研究的 N - S 方程，就像一把神秘的鑰匙，雖尚未完全解開六代機設計的所有難題，但已為我們照亮了前行的道路。期待未來，我國在基礎理論研究領域能湧現出更多像韋東奕這樣的傑出科學家，為航空航天、人工智能等前沿領域持續貢獻智慧與力量，推動我國科技水平邁向更高峯。

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