尾流

運動物體後面或物體下游的紊亂旋渦流，又稱尾跡。流體繞物體運動時，物體表面附近形成很薄的邊界層渦旋區。如果物體是象建築物或橋墩那樣的非流線型物體，流動將從物體後部表面分離，並有渦旋斷續地從物體表面脫落。這些薄邊界層或分離流渦旋區將順流而下，在物體後面形成紊亂的、充滿大大小小旋渦的尾流。如果物體是鈍體，尾流能保持很遠距離，並對處於尾流中的其他物體產生影響。

在遠離物體下游處，尾流可用邊界層理論進行分析。以下只限於討論低速湍性尾流。附圖所示為圓柱後面的平面湍性尾流流型。其中虛曲線表示尾流邊界。從圖上可以看出，由於物體的阻滯作用，尾流中速度將“虧損”（即減小）。從速度分佈看，尾流象是反過來畫的射流，而且在遠離物體的下游處，尾流的虧損速度(用Δū表示)分佈也具有相似性，即式中Δū為最大速度虧損；b為尾流寬度的一半；y為縱坐標。但是，尾流與射流根本不同。尾流的對流加速度比射流大得多。由邊界層方程推出的尾流方程也不一樣。

H.施利希廷根據混合長和相似性等假設，求出平面湍性尾流的解。其主要結果如下：①尾流寬度同到物體的距離的平方根成正比；②虧損速度分佈為：Δū/Δū=【1-(y/b)3/2】2；③尾流中心最大速度虧損同上述距離的平方根成反比。當這一距離很大時，尾流速度虧損可以忽略。

對於三維物體後面的尾流可作類似的分析。在高速尾流中應當考慮流體的可壓縮性影響。在高超聲速尾跡中則發生一系列物理化學現象，其分析方法根本不同。

一、被動尾流自導

被動尾流自導本身不發射信號，其檢測尾流的聲異常、磁異常或熱異常特性，發現尾流並操縱魚雷沿尾流跟蹤目標，它們分別稱為被動聲尾流自導、被動磁尾流自導或被動熱尾流自導。這裡，只討論被動聲尾流自導。

一種被動聲尾流自導依據尾流的聲阻抗特性相對於海水介質聲阻抗特性的變化檢測尾流。

換能器感知水下聲阻抗的變化，其安裝在雷頂的縱軸線上，這裡不易產生空化。接收機處理接收電壓和由激勵電壓產生器產生的激勵電壓，使在海水中兩者的合成電壓為零。當換能器接觸尾流時，其阻抗發生了變化，使合成電壓不再為零，尾流檢測器將這個電壓與門限比較，發現尾流。導引彈道對彈道進行解算，發出操縱指令，操縱魚雷沿尾流跟蹤目標，對目標實施攻擊。被動尾流自導結構簡單，易於工程實現。

二、主動尾流自導

主動尾流自導工作時，周期地向水中輻射信號，並對尾流反射或散射信號進行處理，檢測尾流並沿尾流跟蹤目標，對目標實施攻擊。

主動尾流自導依據尾流聲反射或聲散射工作。

系統由基陣、發射機和接收機組成。基陣有若干換能器陣元，主要進行聲電轉換和電聲轉換。其安裝在雷頂的上方。發射和接收可配置成單波束，也可配置成多波束。單波束指向上方，多波束指向上方和側上方。接收機對接收波束的數據進行處理，當波束輸出的尾流混響超過門限的時間間隔大於某一數值后，則判定檢測到了尾流。接收機的輸出送雷上計算機進行解算，通過控制系統操縱魚雷運動。

採用多波束系統較之單波束系統有以下優點：

(1) 多波束覆蓋的扇面大，提高了尾流的檢測概率；

(2) 當目標機動時，可確定魚雷旋迴方向；導引時，可逐次減小魚雷航向與尾流的夾角，從而減小魚雷進出尾流的次數，航程損失小，有利於首次攻擊命中，提高了魚雷命中目標的概率。

①滑流：由於螺旋槳飛機的螺旋槳高速旋轉而產生的尾流。

②紊流：飛機機翼表面由於橫向流動的氣流而產生的尾流。

③噴流：噴氣發動機飛機的發動機產生的高溫、高速尾流。

④翼尖渦流：飛機機翼翼尖處產生的尾流。翼尖渦流是航空器在飛行過程中形成的尾流的主體部分。由於機翼翼尖處有自下而上翻動的氣流，從而以翼尖為中心形成高速旋轉並向後、向下延伸的螺旋形氣流。機翼兩翼尖形成的兩股渦流的選擇方向相反，在兩股渦流內側形成強大的下降氣流，外側形成強大的上升氣流，從而對其後通過的航空器造成影響。翼尖渦流在航空器起飛時抬前輪的那一點開始形成，直至該航空器著陸時前輪接地的那一點消失。

尾流在飛機後面一個狹長的尾流區里形成極強的湍流。尾渦流場的寬度約為兩個翼展，厚度約為一個翼展。

尾流的強度由產生尾渦的飛機重量、飛行速度和機翼形狀所決定，其中最主要的是飛機的重量。尾渦強度隨飛機重量、載荷因數的增加和飛行速度的減小而增大，曾測得最大的湍流切線速度達67米/秒。

當重型飛機在光潔構型下低速飛行時，將會產生最強的尾流。

尾流是向外和向下擴散運動的。在空中，尾流大約以120－150米/分鐘的速率下降（最大可達240－270米/分鐘），在飛行高度以下約250米處趨於水平，不再下降。當存在側風的時候，尾流將向下風方向移動。當存在頂風時，將在飛機的後方延長尾流區。當存在順風時，尾流將增加向外擴散的速度。

當后機進入前機的尾流區時，會出現飛機抖動、下沉、改變飛行狀態、發動機停止甚至翻轉等現象。小型飛機尾隨大型飛機起飛或著陸時，若進入前機尾流中，處置不當還會發生事故。

后機應該在不低於前機的飛行高度上飛行，方可免受尾渦的危害。

后機從後方進入前機的一個尾渦中心時，一個機翼遇到上升氣流，另一個機翼遇到下降氣流，飛機會因承受很大的滾轉力矩而急劇滾轉。滾轉速率主要取決於後機翼展的長度，翼展短的小型飛機滾轉速率大。如果滾轉力矩超過飛機的控制能力，飛機就會失控翻轉。