飞机地面效应

飞机地面效应

地面效应（Ground effect） 亦称为翼地效应 (Wing-In-Ground effect, WIG)或翼面效应 (Wing-In-Surface-Effect, WISE)，是一种使飞行器诱导阻力减小，同时能获得比空中飞行更高升阻比的流体力学效应：当运动的飞行器掉到距地面（或水面）很近时，整个飞行器体的上下压力差增大，升力会陡然增加。前苏联和中国目前是利用这种效应研制翼地效应飞行器最先进的国家。 当飞机靠近地面飞行时，由于地面的限制使机翼的下洗减少，因而在迎角不变的情况下可以增加升力，减少诱导阻力，并增加飞机的俯仰稳定性。翼地效应对航空器的影响 因为在同样的速度和推力下，近地飞行产生翼地效应时机体会有更大的上扬力。因此翼地效应能有效地提升近地飞行时飞机的燃料效率。不过因为一般飞机只有在起飞或降落时会这么近地，因此亦大部份飞机都只有这些时候能从翼地效应取得好处。 不过，翼地效应对于机师来说亦需要紧慎对应。在降落时，飞机会在最后几尺因为获得翼地效应的上扬力而突然上升(此情况被称为"balloon")。如果不懂对应，飞机就会在减速时突然急速提升高度，亦其是降落速度其实非常接近失速速度，所以此时极易变成失速的状态。而即使只是数十尺亦可能做成严重甚至致命的意外。如果跑道够长的话，那么就能够采用慢慢减速来对应翼地效应产生的"balloon"，另一个方法则是放弃直接降落，加速取回飞行的上扬力，绕圈回来再次降落。产生的原因 翼地效应产生的原因在物理学上还有争议，一般认为翼地效应是因为气流在机翼和地面/水面成为了一个高压气垫而产生了更大的上扬力。但是风洞实验却同时得出数据，显示高压气垫虽然存在，但是地面/水面主要作用为扰乱翼尖涡流。在没有翼尖涡流的情况下，机翼的攻角能变得更为接近理论水平，从而使飞机更有效率。对安全的影响 现在航空界普遍认为地面效应是因为地面或水面阻止了翼尖涡流的下洗，同上诉，即相对气流的来向（等同于攻角）更接近于理论水平，从而减小了诱导阻力，对飞行品性来说是有利的 但是为什么说对飞行安全有影响呢？首先，地面效应的作用范围（垂直高度）等同于飞机的翼展长度。特别是在飞机起飞过程中，由于地面效应，飞机感觉更容易从地面上拉起来，这是地面效应带来的好处。可是，此时飞机处于低速大迎角的范围，非常接近失速，当飞机爬升超过了地面效应的作用范围以后，翼尖涡流的下洗不再被阻挡，造成了相对气流的偏移，结果是迎角进一步增大，更接近于失速。此时飞机若未能加速到更安全的速度，将有可能进入失速，而此时的离地高将难以使飞机从失速中改出。