尾流又称尾涡。不同
颜色的两层
粒子处于临界
流化状态时,观察
床层内
气泡的上升过程。可发现
气泡底部的
低压区有夹带
粒子向上运动的能力,即在上升气泡的下部存在着一个以同样
速度,随着气泡一起上升的
颗粒群,称为气泡尾涡。尾流中随
气泡到达床层
表面的
颗粒,在气泡崩破时散落在床层
表面,尾涡是床内颗粒激烈运动的主要来源。尾流是航空器在飞行过程中在其尾部形成的
气流。
尾流是指运动物体后面或物体下游的紊乱旋涡流,又称尾迹。流体绕物体运动时,物体表面附近形成很薄的边界层涡旋区。如果物体是象建筑物或桥墩那样的非流线型物体,流动将从物体后部表面分离,并有涡旋断续地从物体表面脱落。这些薄边界层或分离流涡旋区将顺流而下,在物体后面形成紊乱的,充满大大小小旋涡的尾流。如果物体是钝体,尾流能保持很远距离,并对处于尾流中的其他物体产生影响。
在远离物体下游处,尾流可用边界层理论进行分析。以下只限于讨论低速湍性尾流。附图所示为圆柱后面的平面湍性尾流流型。其中虚曲线表示尾流边界。从图上可以看出,由于物体的阻滞作用,尾流中速度将“亏损”(即减小)。从速度分布看,尾流象是反过来画的射流,而且在远离物体的下游处,尾流的亏损速度(用△ū表示)分布也具有相似性,即△ū/△ūmax≈f(y/b) 式中△ūmax为最大亏损速度。b为尾流宽度的一半;y为纵坐标。但是,尾流与射流根本不同。尾流的对流加速度比射流大得多。由边界层方程推出的尾流方程也不一样。H. 施利希廷根据混合长和相似性等假设,求出平面湍性尾流的解。其主要结果如下:
④翼尖涡流:
飞机机翼翼尖处产生的
尾流。翼尖涡流是航空器在飞行过程中形成的
尾流的主体部分。由于
机翼翼尖处有自下而上翻动的气流,从而以翼尖为中心形成高速旋转并向后、向下延伸的螺旋形气流。
机翼两翼尖形成的两股涡流的选择方向相反,在两股涡流内侧形成强大的下降气流,外侧形成强大的上升气流,从而对其后通过的航空器造成影响。翼尖涡流在航空器起飞时抬前轮的那一点开始形成,直至该航空器着陆时前轮接地的那一点消失。
尾流的强度由产生尾涡的
飞机重量、飞行速度和
机翼形状所决定,其中最主要的是飞机的重量。尾涡强度随
飞机重量、载荷因数的增加和飞行速度的减小而增大,曾测得最大的湍流切线速度达67米/秒。
尾流是向外和向下扩散运动的。在空中,
尾流大约以120-150米/分钟的速率下降(最大可达240-270米/分钟),在飞行高度以下约250米处趋于水平,不再下降。当存在
侧风的时候,
尾流将向下风方向移动。当存在顶风时,将在
飞机的后方延长
尾流区。当存在顺风时,
尾流将增加向外扩散的速度。
后机从后方进入前机的一个尾涡中心时,一个
机翼遇到上升气流,另一个机翼遇到下降气流,
飞机会因承受很大的滚转力矩而急剧滚转。滚转速率主要取决于后机
翼展的长度,翼展短的小型
飞机滚转速率大。如果滚转力矩超过
飞机的控制能力,飞机就会失控翻转。