“蓝精灵”是如何拯救T-45“苍鹰”教练机的？

万磁王

　　流过机翼的气流会在机翼后缘向下偏转产生下洗气流，这是升力的自然副产物，也是一个众所周知的现象。在设计飞机时应该充分考虑机翼下洗气流的影响。
　　在T-45的失速试飞中，襟翼全偏进一步增强了机翼下洗气流，导致平尾前缘气流等效迎角达-30度，致使平尾立即失速。此时气流与平尾下表面分离，无法产生足够的配平力矩。在这种情况下，试飞员即使全力拉杆，也不会使机鼻抬起一分。

T-45襟翼全偏后会大幅增大平尾等效迎角

万磁王

　　那么，当时T-45的原型“鹰”式教练机已经服役了10年，为什么没有遭遇“鬼怪俯冲”呢？
　　这是因为两种教练机的设计思想不同。“鹰”式教练机为了向学员提供可以接受的失速处理训练，该机的机翼被特意降低了升力系数，机翼下洗气流强度较低，不足以导致平尾失速。如机翼前缘布置有翼刀和前缘失速条，后者是一个尖锐的金属块，用于提供失速抖振预警和帮助控制失速进展。此外机翼后缘开缝襟翼缺了一小块，能在多数襟翼重载情况下有效降低升力系数。

“鹰”式教练机的前缘失速条

双缝襟翼上缺失的一块

万磁王

　　而T-45为了上舰必须具有较低的着舰速度，因此必须提高机翼升力系数，于是导致了强烈的机翼下洗气流。那么怎么解决这个问题呢？

BAE/麦道经过大量风洞测试后为T-45设计了全新的全翼展缝翼。修改后的机翼取消了前缘翼刀，不过还是保留了翼面扰流器

万磁王

从边条到“蓝精灵”
　　解决问题的第一步是追踪问题根源。英国航宇在哈特菲尔德的风洞使用了一个9/16比例的模型进行测试，很快就发现放下襟翼和起落架后，机翼下洗气流会造成平尾下表面的气流失速。

试飞中的T-45原型机，此时还没有安装“蓝精灵”

万磁王

　　第二步是找到一种方法来阻止平尾失速。由于T-45的平尾下反角不大，整个平尾全部被笼罩在下洗气流中，所以F-4“鬼怪”的平尾前缘反装缝翼并不适用，这让研制团队一筹莫展。令人意想不到的是，T-45项目组隔壁的霍克项目组（他们负责“鹰”式教练机和“鹞”式垂直起降战斗机）的一位工程师成了指路明灯。

最左边这位老先生就是巴里·皮格勒姆，现在已经退休

万磁王

　　这位工程师名叫巴里·皮格勒姆，他一直在为“鹞”式战斗机设计前缘边条，也就是一种安装在机翼根部，能在大迎角下产生脱体涡并以此来提高机翼升力的神奇小装置。他发表意见：“为什么不把前缘边条装在T-45的平尾上来推迟失速呢？”

“鹞II”翼根边条产生的涡流

万磁王

　　这是一个好主意，但实施起来有点困难。因为T-45采用的是全动平尾，如果在平尾根部增加前缘边条的话，会因边条距平尾转轴过远而对致动器施加过大力矩，即使小幅偏转时，增加的气动载荷也可能损坏致动器，除非重新设计整个机构。
　　但如此一来代价过大，皮格勒姆又发话了：“为什么不把边条装在机身上呢？这样子剩下的事情就是确定边条和尾翼间的相对位置了。”

“为什么不把边条装在机身上呢？这样子剩下的事情就是确定边条和尾翼间的相对位置了。”

万磁王

　　这是一个聪明、简单、优雅和便宜的解决方案，边条仅仅是两片简单的金属片。设计团队在风洞中对边条进行了测试和优化，结果设计出了一对尖锐的高度后掠小边条，安装在平尾前方，与垂尾完全下偏时的前缘对齐，在负迎角下能拉出完美的脱体涡，扫清流过平尾的下洗气流，恢复平尾的操控能力。

一个小边条就解决了平尾失速的难题

万磁王

　　一开始，有人担心边条会影响T-45的尾旋特性，结果测试表明没有。然后这帮人又开始担心影响T-45的高速特性，结果花费了6000英镑进行风洞试验后，同样也没发现。最后他们又开始担心边条的安装支架会削弱机身结构，同样也被证明是子虚乌有。
　　1986年3月14日，边条安装在一架“鹰”式教练机上进行了首次飞行。后续试飞表明这个小玩意彻底解决了“鬼怪俯冲”问题，试飞员在失速试飞中让飞机进入-10度俯冲，然后猛烈拉杆，平尾响应变得立竿见影。由于边条脱体涡降低了机翼下洗气流的流过平尾时的等效迎角，所以并未发生平尾失速。在各种速度和各种俯冲角度的试飞中，安装了边条的“鹰”式教练机都能立即改出俯冲。

安装边条进行测试“鹰”式教练机

万磁王

　　试飞员评价道：“我在飞行员职业生涯中还从未见到这样一个小东西具有这么巨大的空气动力作用，它不是缓解或改善了问题，而是彻底解决了问题。”显然，对于优秀的气动设计来说大小并重要。
　　英国航宇公司为这个边条注册了专利，而它的发明者——巴里·皮格勒姆……只获得了25英镑的奖励。
　　公司把这个发明称为“尾翼式鸭翼叶片”（Tailplane Canard  Vane），缩写TCV。而热衷于玩浮夸首字母缩写的美国人则把它叫做“蓝精灵（SMURF）”，也就是“侧装单元式根部边条”的缩写，然后他们很高兴地把巴里·皮格勒姆称为“蓝精灵的爸爸”。
　　1988年3月16日，第一架安装了“蓝精灵”的T-45A预生产型BuNo  162787在麦道公司加州长滩工厂下线，一个月后进行了首飞。该机彻底摆脱了“鬼怪俯冲”一直服役到今天，并仍将继续服役许多年。

“蓝精灵”固定边条