翼尖渦流

翼尖渦流是機翼產生升力時留在機翼后面的旋轉空氣的圓形圖案。 一個翼尖渦流從每個機翼的尖端尾跡。 翼尖渦流有時被稱為尾渦或升力渦流，因為它們也出現在翼尖以外的其他位置。 事實上，渦量在機翼上的任何點處都有尾隨，其中升力在翼展方向變化（升力線理論描述和量化的事實）； 它最終在翼尖附近、襟翼裝置的邊緣或機翼平面形狀的其他突然變化處卷起成大渦流。

翼尖渦流與誘導阻力、下洗的產生有關，是三維升力產生的基本結果。 仔細選擇機翼幾何形狀（特別是翼展）以及巡航條件，是將誘導阻力降至最低的設計和操作方法。

翼尖渦流是尾流湍流的主要成分。 根據環境大氣濕度以及飛機的幾何形狀和機翼載荷，水可能會在渦流核心凝結或凍結，從而使渦流可見。

當機翼產生空氣動力升力時，會在飛機后方兩個渦流之間形成下洗區。

三維升力和翼尖渦的出現可以用馬蹄渦的概念來接近，并用蘭徹斯特-普朗特理論準確描述。 在這個觀點中，尾渦是升力產生固有的機翼渦流的延續。

翼尖渦流與誘導阻力有關，這是三維升力產生的不可避免的結果。 翼尖渦流內的空氣旋轉運動（有時稱為泄漏）減小了機翼上空氣的有效攻角。

升力線理論將尾渦的脫落描述為升力分布在翼展方向的變化。 對于給定的機翼跨度和表面，最小的誘導阻力是通過橢圓升力分布獲得的。 對于給定的升力分布和機翼平面面積，誘導阻力隨著展弦比的增加而減小。

因此，需要高升阻比的飛行器，例如滑翔機或遠程客機，通常具有高展弦比的機翼。 然而，這種機翼在結構限制和機動性方面存在缺點，盡管效率損失，但通常具有短而粗的機翼的戰斗和特技飛行飛機證明了這一點。

另一種減少誘導阻力的方法是使用小翼，正如大多數現代客機所見。 小翼增加了機翼的有效展弦比，改變了渦流模式中渦量的模式和大小。 循環氣流中的動能減少，從而減少了對旋轉空氣做功所消耗的燃料量。

當存在于渦流中的水從氣體（蒸汽）凝結成液體時，有時可以看到渦流的核心。 這種水有時甚至會結冰，形成冰粒。

翼尖渦流中的水蒸氣凝結在以高迎角飛行的飛機上最為常見，例如在高 g 機動中的戰斗機，或在潮濕天氣起飛和降落的客機。

渦旋的核心以非常高的速度旋轉并且是非常低壓的區域。 初步估計，這些低壓區域形成時與鄰近區域的熱交換很少（即絕熱），因此低壓區域的局部溫度也會下降。 如果它低于當地的露點，就會導致翼尖渦流核心中的水蒸氣凝結，使它們可見。 溫度甚至可能降至當地冰點以下，在這種情況下，冰晶將在巖心內部形成。

水的相態（即它是固態、液態還是氣態）由其溫度和壓力決定。 例如，在液氣轉變的情況下，在每個壓力下都有一個特殊的轉變溫度 T c {displaystyle T_{c}} 這樣如果樣品溫度甚至略高于 T c {displaystyle T_ {c}} ，樣品將是氣體，但是，如果樣品溫度稍微低于 T c {displaystyle T_{c}} ，樣品將是液體。