一直以來，這些神秘氣流形成的原因，都藏匿于寫滿無數公式的論文中，所以，很多人雖然對現象嘖嘖稱奇，但對其背后的原因卻不是很了解。有人開玩笑說，這是發動機在尿尿;還有人，沒有經過多少思考，就拍腦袋說，這是飛機在放油。　　一些客機或者戰機，當它們靜止在跑道上，或者緩慢地行駛在跑道上時，發動機前有時會產生一道類似龍卷風的神秘氣流，它們是怎么形成的呢?對飛機是否有危害，又如何避免呢?

　　在說其原因之前，咱們還是先來欣賞一下飛機發動機的杰作，一飽眼福。

　　“波音YC-14”，你這是在玩雜技嗎?

　　波音C-17環球霸王III

　　再從遠處欣賞一下，“c-17環球霸王”帶來的神秘氣流

　　“熱氣”騰騰的樣子，似乎吸得很過癮嘛，又像是飛機在倒開水，或者像……

　　駕駛員：嗨，發動機，你到底吸完了沒(或者拉完了沒)?我要起飛啦!

　　神秘氣流的成因

　　托互聯網的福，這些年很多人才有機會看到這種神秘現象。然而，一個驚人的事實是，國外對發動機前產生的這種神秘氣流的研究，其實已經有超過六十年的歷史了。

　　一直以來，這些神秘氣流形成的原因，都藏匿于寫滿無數公式的論文中，所以，很多人雖然對現象嘖嘖稱奇，但對其背后的原因卻不是很了解。有人開玩笑說，這是發動機在尿尿;還有人，沒有經過多少思考，就拍腦袋說，這是飛機在放油。

　　實際上，這種現象叫作“地面渦流”(Ground vortex)，簡稱地面渦。既然是一種渦流，這就好理解了，龍卷風就是一種渦流，而地面渦的形狀跟龍卷風也很神似，像一條小白龍。

　　地面渦形成簡單示意圖

　　當發動機的進氣口吸氣時，空氣從四面八方進入進氣口。由于發動機貼近地面，使得貼地氣流的流動受到限制，此時，如果有側風吹過，上升氣流開始扭動，繼而快速旋轉，于是渦流就形成了。

　　要形象地理解地面渦的形成過程，我們可以這樣想象，也許不是很恰當，但有助于大家的理解。想象一下，發動機高速轉動時，其周圍大量的空氣被吸走，導致發動機周圍(包括地面)氣壓很低，因此，遠處的空氣得趕緊跑過去填這個“坑”;在跑過去的過程中，空氣的步伐越來越快，當它跑到發動機口下方時，按理，因為慣性，它依然有保持向前沖的趨勢，但是，上方發動機的進氣口產生強大吸力，及時拉住了它(空氣)，空氣沒辦法，只好扭轉身體，并向上走，扭轉著，扭轉著，渦流就形成了。

　　若發動機接近機身，在機身上也會形成渦流

　　實際上，上圖中，就算沒有機身產生的那一條渦旋，地面渦也可以同時產生幾條渦旋，而不只是一條。

　　神秘氣流為何不常見到?

　　你也許乘機無數，卻從未看到過這種神秘氣流，不過，不要因此就懷疑你如此“不幸”，所乘坐的客機都沒有地面渦形成。其實，在晴朗干燥的大氣條件下，地面渦也會產生，只是你看不見而已。只有在大氣濕度很高，或者地面潮濕時，你才能輕而易舉地發現地面渦的身影。因此，下雨后去乘機時，你可以找個合適的角度仔細觀察一下。

　　我們知道，龍卷風的中心轉速最快，跟龍卷風類似，發動機產生的地面渦也是這樣的。

　　氣體產生的渦旋都有這樣一個特征，即，越接近中心，轉速越快。從上面的gif圖中可以看出，外圍的紅斑沒有里面的紅斑轉動得快，而里面的紅斑又沒有內部的箭頭轉動得快。

　　根據伯努利定律，在等高流動時，流體速度越快，氣壓就越低。

　　機翼上方的空氣流速大于機翼下方，所以上方的氣壓小于機翼下方的氣壓，正是這個壓力差讓飛機得以起飛

　　而氣壓越低，溫度就越低，所以，地面渦產生時，渦流的中心由于低氣溫，水蒸氣發生凝結，變成了白色的霧氣，這才變得可見。

　　地面渦對發動機有危害嗎?

　　對于發動機產生的地面渦，10個人里面估計有9個人樂見其成，因為它太好看了，很神奇。然而，對于飛機制造商來說，這看上去很美的現象，卻是需要極力避免的。

　　現在的客機，為了增加載客量，翅膀越做越大，越做越長，后果是，在飛行時，長長的機翼很容易向上彎曲，這會帶來升力的下降和一些安全隱患。

　　所以，為了讓機翼減少彎曲，一個妙招兒就是：把笨重的發動機吊在機翼上。這種辦法，不僅能減少機翼彎曲，還有一個益處，就是發動機遠離機身，乘客聽到的噪音會大為減少。另外，吊在機翼上的發動機，離地面更低了，這樣也便于維護(你可以腦補一下，每次維護發動機都需要爬梯子的窘境)。

　　然而，凡事有利也有弊，發動機的這種安置位置，因為離地面更近，導致它更容易產生地面渦。地面渦就像龍卷風一樣，會產生強大的吸力，如果地面有顆小螺絲釘或者一枚硬幣，那么這將是發動機的噩夢。就算地面沒有雜物，只是吸入過多水汽或地面沙塵，其對發動機的磨損也很厲害。

　　雪沫被吸入發動機

　　這款發動機真抗造

　　這款發動機更抗造，什么都敢吸!

　　怎么避免地面渦?

　　為了避免地面渦的發生，飛機制造商也沒少折騰。

　　一是，把發動機盡量抬高一些，但是，這方法雖然管用，但不是每次都管用。比如下圖中，這個發動機其實已經很高了，依然會產生地面渦。

　　二是，把發動機的部分氣流引出來，吹向產生地面渦附近的地面。此方法經試驗表明，簡單易行，效果顯著。只是，這增加了發動機的成本，也減弱了發動機的效率，終究不是完美的解決方案。

從發動機引出部分氣流吹向地面渦示意圖

　　雖然防止地面渦帶來的危害還有別的辦法，但有一個大家最容易理解并且大都想得到的簡易辦法是，多請幾個清潔工，把客機跑道打掃得干凈一些，再干凈一些。畢竟，渦流本身不會對發動機有損害，帶來損害的是渦流中夾雜的那些被吸取的異物。

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