歼-20高速飞行时，为什么机翼会冒白烟？

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近三年来，中国空军的歼20隐身歼击机多次公开展示，例如歼-20的双机飞行表演，多机参加空中阅兵式。有观众发现，歼-20在进行低空高速飞行时，机翼的后方会出现醒目的白色烟雾。有专家解释说，这是战斗机在进行超音速飞行，突破音障时产生的音爆现象。这是真的么？
　　

$ N! I$ l; w3 q. X* t5 t" c其实，战斗机是禁止在低空进行超音速飞行的。这并不是战斗机突破音障时产生的音爆，因为超音速飞机突破音障时，带有很大的声波震撼，具有一定的破坏力，所以一般不会在低空进行超音速飞行。战斗机的超音速飞行通常要到上千米的高度以上才进行。
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' Y4 C% Q/ M' b( h战斗机如果在机场进行飞行表演时，实施低空超音速飞行，那么战机突破音障产生的强烈音爆，会直接伤害到现场的观众，也会对机场的地面设施造成破坏，所以，能被人们用照相机或手机拍摄下来的这种白烟，一定不会是战斗机的音爆云。

超音速在低空超音速飞行，引发音爆，具有极大的破坏性。在国内电影里也有个情节，我军飞行员驾机超低空超音速飞行，引发了音爆，制服了地面的恐怖分子。这个其实是有真实战例的，那是在1977年9月，印度尼西亚的一个分离主义武装组织，在荷兰武装劫持了一列市郊的通勤火车。为了营救人质，荷兰空军派出2架F-104战斗机，对劫持案所在的市郊火车站进行了几次超低空的超音速飞行，F-104战斗机引发的强烈音爆， 引发的超强声波震撼和喷气气流，摧毁了火车站和列车的门窗玻璃，也让恐怖分子和人质都立即失聪，瘫倒，失去了行动能力，荷兰的突击队趁机成功的解救了人质。
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歼-20战机在机场表演时，机翼后部拉出的“白烟”，其实是一种涡流。当歼-20战机划过机场上空时，因为高速飞行时的机身和机翼前缘压缩了空气中的水汽，拉出了涡流。战机这种状态，通常是由于空气中水汽引起的，跟超音速没关系。实际上，歼-20隐身战机飞行时除了机翼会拉出白烟雾，巨大的鸭翼、边条翼和垂尾都会拉出白烟，这个白烟，其实就是大量的小水珠，类似于我们肉眼观察到水沸腾时产生的水蒸气，属于一种水汽凝结现象，往往在靠近海边的机场，或者潮湿的天气环境下更容易出现。
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) z& L7 R3 X9 o) P* X空气中是含有水的，而在常温下的水蒸气是无色透明的，并不能被直接看见。当水蒸气突然遭遇低压环境时，因为空气会在低压环境中迅速膨胀，从周边吸收大量热量，导致附近区域温度降低，此时水蒸气会因为遇冷迅速凝结成小水滴。突然形成的大量小水滴被外界直接看到的样子就是一团白烟/白雾。

+ u3 R$ I# {0 p- Y所以，歼-20隐身战机飞行时机身、机翼、鸭翼、边条翼和尾翼等部位产生的白烟雾，其实是空气中水蒸气转化为大量小水滴的凝聚现象，它们的出现，说明歼-20隐身战机高速飞行时，相对应的位置形成了低压涡流环境。
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例如，当歼-20隐身战机在低空进行横滚、高G转弯、跃升、或者小角度盘旋等机动动作时，鸭翼、边条翼、主机翼的前缘边条处就会形成强烈的向上涡流，此时会导致飞机部分结构的上表面气压骤减，如果这时候空气湿度比较大，水蒸气比较充足，就很容易聚集水滴，产生白烟雾。

军事专家所说的“音爆云”，也属于低压涡流气流一种。不过，音爆云只有战机在突破音速的一瞬间才出现。当战机飞行速度超过音速时，结构前缘会产生强压力波，也就是激波，激波的后方，因为气压降低导致温度骤降，空气中的水蒸气就会凝结成大量水珠或冰晶。这时从远处看起来，战机的机身中部位置会被一圈云雾笼罩，就像是穿上了美丽的天鹅裙，比一般的低速飞行时机翼冒白烟要更加壮观美丽，不过，音爆云通常只能持续短短的一两秒钟，转瞬即逝。
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1 \, L4 q5 v6 O- s1 O所有因为飞机快速飞行导致的机翼冒白烟和“音爆云”，学名都叫空气动力尾迹。都跟飞机的气动设计有关，但需要把这种现象分类，包括喷气飞机的喷气尾迹，涡轮发动机的尾气尾迹，对流性尾迹、空中放油产生的白烟、飞行表演中拉出的彩烟等现象区分开来。
　　
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那么，什么飞机最容易产生涡流尾迹呢？在低空飞行表演中，歼-20隐身战机就比其他战机更容易拉出白烟，而且白烟更频繁，更多部位出现冒白烟的现象。这主要得益于歼-20隐身战机非常出色的气动设计，歼-20战机具有棱形隐身设计的机头，前置鸭翼，边条翼、尾翼、进气唇口和主翼，都经过了精心设计，善于产生脱体涡流，能够极大增加歼-20隐身战机的亚音速和超音速状态下的升力系数，让歼-20战机得以拥有更加优秀的机动性能。