另外需要注意到的是：對公式（2-1）那樣的速度分布規(guī)律是不可能一直用到核心上面去的，因?yàn)榘凑展�式�?-1），當(dāng) 時(shí)， ,相應(yīng)的壓強(qiáng)應(yīng)該趨于無窮大，這顯然是不現(xiàn)實(shí)的，因?yàn)榘催@種速度分布規(guī)律，速度在半徑方向上的變化率是：

          （2-2）

當(dāng) 很小之后，這個(gè)變化率很大，這時(shí)候氣團(tuán)內(nèi)的粘性力必然要起作用，其結(jié)果是在尾渦中心必然有一個(gè)核，在這個(gè)核內(nèi)流體的切向速度不是與半徑成反比，而是與半徑成正比；在核外的流速才與半徑成反比，如圖2-5所示。這時(shí)核內(nèi)是有旋流，核外是無旋流。在實(shí)際的觀察和測量中也證明了尾渦核心的存在；但是這個(gè)核心的尺寸    圖2-5尾渦核內(nèi)外切線速度比較圖的大小卻是很難確定，它與流體的粘性大小及渦強(qiáng)大小不同而不同，也就意味著飛機(jī)的重量發(fā)生變化的時(shí)候，尾渦核的大小也會發(fā)生變化。

2.1.3  誘導(dǎo)速度及尾流流場的形成

一條強(qiáng)度為 的渦線上的一段 將會對線外的一點(diǎn) 產(chǎn)生一個(gè)誘導(dǎo)速度，其情況類似于電流在周圍空間產(chǎn)生磁力一樣，表達(dá)渦段產(chǎn)生誘導(dǎo)速度的公式是：

  （2-3）

這個(gè) 是一個(gè)垂直于 線段與受擾點(diǎn) 所組成的平面的速度（如圖2-6），其值正比于渦強(qiáng) 和渦段長度 ，反比于距離 的平方，另外在乘上 與 的夾角 的正鉉。這個(gè)公式在形式上和電磁學(xué)的電磁感應(yīng)畢奧-薩瓦公式一樣，名稱也相同。                       圖2-6誘導(dǎo)速度產(chǎn)生原理圖

現(xiàn)在將公式（2-3）應(yīng)用于上面提到的點(diǎn)渦流場；如圖2-7所示，設(shè)直線段AB是渦線， 為線外的一點(diǎn)， 到AB的垂直距離是 ，令任意微段 與 的連線和AB的垂線PN之間的夾角是 ,則有：

      (2-4)

        (2-5)

再令PA與AB的夾角為 ;PB與BA的夾角是 。對（2-5）式積分， 積分限為          

 到   ，如下：

 (2-6)      

所得到的這個(gè)誘導(dǎo)速度是垂直于紙面的，按圖2-6中所示 的方向，它是向外指的。         圖2-7 直渦線產(chǎn)生的誘導(dǎo)速度計(jì)算圖

當(dāng)渦線是半無限長的時(shí)候，且P點(diǎn)至渦線的垂直足N與渦線的一端重合時(shí)，即 ,   ，有：         (2-7)

而當(dāng)渦線兩端均為無限長時(shí)，  ，有：

  (2-8)

在這種情況下，(2-8)式正好就是(2-1)式所描述的點(diǎn)渦的流場；

如此一來，當(dāng)兩個(gè)相同強(qiáng)度旋轉(zhuǎn)方向相反的點(diǎn)渦間距為S時(shí)在周圍空間形成的誘導(dǎo)速度場將會相互疊加，形成的流場圖如圖2-8所示：在兩個(gè)點(diǎn)渦之間形成一個(gè)下洗區(qū)，而在兩渦的外側(cè)形成上洗區(qū)。其結(jié)果是在飛機(jī)的兩個(gè)翼尖之內(nèi)產(chǎn)生了額外的下洗速度，而在兩個(gè)翼尖的外側(cè)產(chǎn)生了額外的上洗速度。正是由于這個(gè)下洗速度使得流到機(jī)翼附近的氣流增加了一個(gè)向下的分速度，使得三維機(jī)翼的氣動合力不再垂直于無窮遠(yuǎn)來流的速度，而是向后傾斜了一個(gè)下洗角，導(dǎo)致了水平方向上的分量—誘導(dǎo)阻力的產(chǎn)生。這是飛機(jī)產(chǎn)生升力所必須付出的代價(jià)；同時(shí)也正是由于如圖2-8的尾流流場的產(chǎn)生，人們才不得不考慮當(dāng)大型飛機(jī)在空中飛過時(shí)所形成的強(qiáng)烈的尾流流場有可能對后面跟進(jìn)飛機(jī)的安全造成影響。

                                 上洗區(qū)          下洗區(qū)          上洗區(qū)

圖2-8  尾渦形成的流場截面圖

2.2尾流對飛行安全的影響

從圖2-1及圖2-8可以看出，當(dāng)跟進(jìn)飛機(jī)從前機(jī)尾流形成的流場的不同方向進(jìn)入時(shí)，由于空間速度場分布的變化，將會有不同的情況出現(xiàn)；下面對比較典型的尾流遭遇方式加以討論和分析

如圖2-9所示，假設(shè)有三架飛機(jī)A,B,C分別從圖中所示的位置和方向進(jìn)入尾流流場，分別代表三種典型的情況：橫向穿越整個(gè)流場、縱向進(jìn)入尾流的下洗區(qū)以及縱向進(jìn)入尾渦的中心區(qū)。

圖2-9  不同方向進(jìn)入尾渦流場示意圖

首先，A機(jī)當(dāng)橫向穿越整個(gè)流場的時(shí)候，首先受到流場外側(cè)的上洗氣流的抬升作用，到達(dá)尾渦中心區(qū)的時(shí)候，機(jī)頭和機(jī)尾分別受到下洗氣流和上洗氣流的作用，產(chǎn)生縱向的俯仰運(yùn)動。在通過尾渦中心區(qū)后，又立刻受到一個(gè)相反的下洗氣流的下壓作用，相比較飛機(jī)的速度而言，由于尾渦中心間距不寬，很快的，當(dāng)A機(jī)繼續(xù)再穿過另一個(gè)尾渦中心區(qū)后，又受到外側(cè)的上洗氣流的抬升作用；而尾流的流場在空中時(shí)不可見的，其結(jié)果是導(dǎo)致A機(jī)在短時(shí)間內(nèi)突然出現(xiàn)大幅度的顛簸，機(jī)翼載荷發(fā)生突變，輕者讓飛行人員操縱困難，旅客不適；重者將可能導(dǎo)致機(jī)體結(jié)構(gòu)的損壞。

其次，B機(jī)當(dāng)沿著縱向進(jìn)入尾流下洗區(qū)時(shí)，將受到下洗氣流的下壓作用，這意味著B機(jī)在短時(shí)間內(nèi)會突然地掉高度，這種高度的損失是不可預(yù)見的。如果是在中高空飛行時(shí)，這種影響并不大，因?yàn)橛凶銐虻母叨仍６茸岋w行人員來重新調(diào)整和恢復(fù)；而在起飛和著陸階段，出現(xiàn)這種掉高度的情況有可能是災(zāi)難性的；比如說在最后進(jìn)近著陸階段，飛機(jī)已經(jīng)是處于低高度、低速度、低動力的狀態(tài)，其機(jī)動能力相當(dāng)小，一旦突然間損失高度，飛行人員幾乎就沒有足夠的時(shí)間和能力進(jìn)行調(diào)整，很有可能低于最后進(jìn)近航道上的超障高度而造成飛行事故；同樣的，在起飛階段雖然飛機(jī)處于爬升階段，而且速度一般要比落地速度大，發(fā)動機(jī)也是處于全推力的狀態(tài)，但是下洗氣流的作用將會抵消飛機(jī)的爬升率，使其在一定的起飛距離之后不能爬升到起飛程序所規(guī)定的越障高度，也會形成飛行事故。

最后，當(dāng)C機(jī)沿縱向進(jìn)入尾渦中心區(qū)時(shí)，由于一邊是上升氣流，一邊是下洗氣流，C機(jī)的兩側(cè)機(jī)翼會受到大小相同，方向相反的作用力，形成滾轉(zhuǎn)力矩；這種由尾渦形成的滾轉(zhuǎn)力矩將使得飛機(jī)短時(shí)間內(nèi)發(fā)生大幅度的橫滾；飛行試驗(yàn)表明，重型寬體客機(jī)所形成的尾渦流場十分強(qiáng)烈，當(dāng)小型機(jī)不慎進(jìn)入尾渦中心區(qū)時(shí)，很容易產(chǎn)生90度以上的滾轉(zhuǎn)；而這種大幅度的滾轉(zhuǎn)時(shí)要嚴(yán)重的掉高度的，比B機(jī)的情況要嚴(yán)重的多，如果在進(jìn)近過程中發(fā)生這種情況將是無可挽回的災(zāi)難性的后果。