淺談飛機的翼尖小翼

飛機在飛行過程中，機翼的上下翼面會形成壓力差，形成升力使飛機飛行。由於下翼面的氣壓高於上翼面的氣壓，這使得下翼面處的氣流都想往上跑來平衡壓差，但是前後都在吹風，該處氣流不得不從側面，也就是沿著飛機的機翼（展向）跑，從翼尖那裡翻上去。但是氣流在往上翻的同時機翼在往前移動，所以等到氣流翻上去，機翼也就不再原處，於是氣流又繼續往下走，這樣一個不斷旋轉的過程，就會在翼尖處形成「尾渦」。尾渦的能量非常大，它會帶動下翼面的空氣跟它一起斜向下流動，這樣機翼的升力就不再是垂直向上而是斜向上翼面後方，這時再把升力分解，那個向後的分力就是誘導阻力。

為了阻止尾渦生成，翼尖小翼應運而生，它可以有效地阻礙上下翼面的空氣繞流，降低因翼尖尾渦造成的誘導阻力，減小繞流對升力的破壞，從而提高了飛機的爬升能力、起飛重量，並減小了油量消耗。（以B738為例，安裝翼尖小翼后，航程節油率為4％～6％，每小時大約可節約100公斤的燃油。按飛機日利用率10小時計算，每年節油量超過11～13萬加侖，節約燃油成本40～48萬美元，兩年可以收回改裝成本。）從下圖可以看出，機翼所產生的升力，一部分用來消除誘導阻力，另一部分用來提供升力。如果誘導阻力越小，則提供的升力越高。

翼尖小翼在現代飛機上已得到廣泛的應用，現役的部分波音飛機、全系列空客飛機上均安裝不同類型的翼尖小翼，主要作用是改善飛機翼尖處的渦流分佈，減小飛行中的誘導阻力。在波音系列中，值得一提的是波音737NG系列採用的融合型翼尖小翼由波音和API合資成立的APB（AviationPartnerBoeing）公司開發，與傳統翼尖小翼存在明顯的差別。融合型翼尖小翼使機翼翼尖與小翼之間的翼弦平滑過渡，較大的過渡半徑和平滑的翼弦變化，可優化翼展上的載荷分佈，將氣動干涉和氣流分離的影響減至最小，比過渡角突變的傳統翼尖小翼表現出更高的氣動效率。這種設計不僅使得原有機翼結構的改變減至最小，而且在減小阻力方面的效果更為明顯。

翼尖小翼對降低翼尖渦流的作用

針對不同的機型，翼尖小翼也有不同的設計，現行的翼尖小翼主要有下面幾種：

當然，翼尖小翼並非沒有缺點。它的缺點可歸納為以下三個：

1.增加翼尖小翼在成本上的投入是較大的，而且後期維護的成本也相對較高。因此，從成本的角度看，增加了翼尖小翼，對飛機的製造成本和製造工藝都有了新的要求；

2.增加翼尖小翼后雖然爬升性能和速度方面有顯著提高，但是其抗大側風的能力，以及轉彎的性能變得相對較差。因此，並不是增加翼尖小翼后，飛機的所有性能都有提高；

3.飛機在一定的巡航階段翼尖小翼的節油特性才發揮的比較明顯，超過這個範圍並沒有太大的實際意義，這也是為什麼在對機動性能要求較高的軍用飛機上基本沒有加裝小翼的原因之一。同時，民航飛機如果僅是支線等短程航線飛行，增加翼尖小翼並沒有什麼優勢。

參考資料：

1.http://blog.sina.com.cn/s/blog_66b631b10102eiwk.html【航空小知識】第二百八十三期：千奇百怪的翼尖小翼，

2.陳睿，波音737-700/800飛機翼尖小翼改裝的工藝技術，航空維修與工程，2008／6

3.http://wenku.baidu.com/view/7813b87a31b765ce05081400.html淺析翼尖小翼原理及其應用

4.傅永強，飛機翼尖小翼的利與弊，2011-05-03 09:42:48 中國民用航空網

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