翼梢小翼的新變革

邢強

個頭雖小，減阻效果好

雖然早期的客機普遍沒有翼梢小翼，而且小翼通常會被當作閃亮的新科技成為飛機制造商的宣傳重點，但小翼的歷史可回溯到萊特兄弟的飛機上天之前。早在1897年，英國空氣動力學家蘭徹斯特在解釋了機翼升力產生的原因之后不久就提出了在翼尖處加裝端板以改善其空氣動力學特性的想法。可惜囿于航空材料和加工工藝，小翼對飛機升阻特性的改善無法勝過其給飛機帶來的額外重量。該設計只能停留在圖紙上。蘭徹斯特死后30年的1976年，油價猛漲，曾提出跨聲速面積律和超臨界翼型的惠特科姆博士才重拾小翼。波音公司立即在波音707改裝成的KC-135加油機上進行試驗。數據表明，KC-135加裝小翼后最大飛行高度增加了3.4%，升力系數增大了4.88%，升阻比提高了7.8%，航程增加了7.5%。這次試驗肯定了小翼的價值，此后采用小翼的客機開始出現。

小翼是怎樣對飛機性能施加影響的呢？這要從翼尖渦流和誘導阻力說起。大型飛機在亞音速狀態下巡航時，誘導阻力約占總阻力的40%。機翼下表面的壓力常大于上翼面，這個壓力差便是升力的主要來源。在翼尖處，壓力差迫使空氣從下向上卷，并從翼尖向后拖起一條像繩索一樣的渦流耗散著飛機的能量，這便是誘導阻力的成因。從飛機后部向機頭看，左側翼尖渦流呈順時針方向轉動，右側則為逆時針方向。渦流對正后方產生下壓力，對側后方產生抬升力。其他飛機一旦卷入飛機身后的渦流，輕則產生顛簸，重則機毀人亡，因此機場對飛機起降間距有嚴格要求。……