飞机以其高效、便捷等特点已经成为我们日常生活中必不可少的一种出行方式,当我们搭载飞机在看不见也摸不着的空气中飞行时,你会不会和我有同样的担心:“当升力不足的时候飞机会不会掉下来?”答案是在特定的条件下是会掉下来的,这种情况就是—飞机失速。
定义
飞机失速(Stall)是指飞机或机翼在迎角大于最大升力迎角时工作的情况,其特点为气流分离、操纵失效。失速本质上并非指飞机速度不足。
【中文名】:飞机失速
【外文名】:plane stall
【特 点】:气流分离、操纵失效
【注 意】:大型飞机很难脱离这种状态
【实 质】:飞机不能保持正常飞行的现象
【原 因】:气流分离并不对称
专业解释
1、当飞机前进时产生的升力小于飞机所受的重力时飞机就会下降.或摔机.即飞机迎角大于临界角,出现大迎角失速。
2、高速飞机飞行时,由于飞行速度超过临界速度造成激波失速。
补充:攻角(Angle of attack): 也叫迎角。即翼弦与自由流/相对风流的夹角.
大迎角失速内容
超过临界迎角(或临界攻角,多数飞机为18°,即气流开始与失速机翼分离的角度)后,翼型上表面边界层将发生严重的分离,升力急剧下降而不能保持正常飞行的现象,叫失速。
很多的航空事故都是由于失速引起:
失速本质上并非指飞机速度不足,而是指流经翼面的气流由于逆压梯度与粘性作用发生分离,造成上翼面分离处压力上升,因而致使升力骤然下降。
原理
飞机失速的原因是机翼在大迎角下出现了气流分离,而左右两翼因种种原因(如侧滑、或构造有微小的不对称).气流分离并不对称,因此就会出现下述失速特性:
1.飞机抖振,驾驶杆、脚蹬抖动,机身摇晃,飞机结构振动。飞机接近失速时.已开始呈现抖动.这就是失速的警告信号。随着迎角的进一步增大.抖振、摇晃进一步加剧,飞机加速进入失速。作机动动作进入失速的抖振、摇晃要比平飞进入失速更为猛烈。
2.失速成迎角接近临界迎角的飞机,当其加速失速时.法向过载或法向加速度会突然中止。
3.出现迅速而非指令性的转动,如机翼下坠,机头上仰.俯仰振荡,偏机头等等至于出现哪种运动,视飞机型别各不相同。如歼五飞机由于超过失速迎角以后的升力系数下降和缓,飞行员对失速下坠没有明显感觉,但对紧接着出现的坡度,偏转和下俯,会看得很清楚。
4.飞行速度迅速下降。但如果是向下的机动,如半滚倒转进入失速飞行速度并不致很快减慢。
5.无助力装置的飞机,会感到操纵杆舵变轻。操纵开始失常。失速的特性及现象。
在流体动力学中,失速是指翼型气动攻角(Angle of attack)增加到一定程度(达到临界值)时,翼型所产生的升力(lift force)突然减小的一种状态。翼型气动迎角超过该临界值之前,翼型的升力是随迎角增加而递增的;但是迎角超过该临界值后,翼型的升力将递减。
由于大部分有关失速的讨论都与航空有关,以下集中论述失速与飞机(固定翼飞机)的关系。简单来说,飞机失速意味着机翼上产生的升力突然减少,从而导致飞机的飞行高度快速降低。注意失速并不意味著引擎停止了工作或是飞机失去了前进的速度。
容易产生失速的几种情况
对于失速的防范与应对,并不是让你无时无刻都处于一种高度紧张状态,由无知而产生的紧张不仅于事无补,反而会导致更坏的结果。因此,了解容易产生失速的基本条件和时机非常重要。
1. 低速机动
低速飞行时飞行员对于失速具有一定的警觉性,这种警觉是非常重要的,因为低速飞行阶段,飞机机动能力弱,很容易产生由姿态改变而引发迎角的急剧增加。这一点其实很好理解,由于速度的减小导致向心力的不足,使得轨迹的改变不能跟随姿态的变化,导致迎角的急剧增加,从而超越失速迎角引发失速。对于低速失速的防范和警觉,可以使我们有效地避免失速的发生,但有时由于飞行员专注于其他环境和飞机状态的变化,会使他的这种警觉性降低,从而产生无意识的错误操控。因此,在低速飞行时飞行员要防止注意力高度集中、单打一,要时刻关注飞机迎角和状态的变化,敏锐地感知飞机状态的异常,一旦发现飞机由进入失速的趋势,要及时终止机动。
2. 危险天气
危险天气条件下的飞行,对飞行员的驾驶技术提出了更高的要求,侧风、强对流、风切变等天气情况,会使飞机的气动力发生显著的变化,这些变化从一定程度上影响了飞行员的操控,有些天气条件下尽管能够完成飞行,但需要特殊的技术,如大侧风着陆,需要飞行员采用位置、航向、坡度的综合修正,而且在着陆后迅速改变驾驶动作,对飞行员的驾驶技术提出了特殊的要求。由于不能胜任气象条件,在操控上出现重大失误,是引发的失速事故的一个重要原因。
3. 弱动力飞行
动力不足是导致飞机失速的重要原因,一方面由于动力不足速度难以增加,飞机的机动能力较弱,容易产生由于操作失误所引发的失速;另一方面,弱动力飞行时很容易产生速度的急剧衰减和能量的急剧损耗,在飞行员没有察觉的情况下进入低速飞行状态。为此,飞行员需要加强弱动力飞行的理论学习和模拟训练,掌握弱动力飞行的特点:
1.控制合理的飞行速度(歼击机450公里/小时以上)
2. 了解弱动力飞行时机动飞行速度消失快的特点,柔和操控。
3. 进场阶段控制轨迹,而不是试图改变飞机的下沉趋势,避免不自主的拉杆,使飞机进入失速状态。
4. 没有再次挽救的机会,确保操控的准确性,一次成功。
避免失速的方法
判明失速后,应立即推杆减小迎角,恢复升力。待飞机获得速度后,即可转入正常飞行。
提力(举力或升力)不足无法支撑飞机的状态。应提升速度或缩小AOA(ADF中AOA的解释:攻角的略称,指风向与机翼弦线的夹角。注意,角度过大会使机翼无法提升扬力而导致失速)导致的失速可以恢复。
飞机在平飞的时候,机翼产生的升力和飞机的重力是平衡的,举力的方向总是垂直于机翼中心平面的。
而在大角度爬升或俯冲的时候,飞机的机翼下部产生的举力不再和重力方向一致,飞机失去了部分举力,造成了飞机下坠。当然我们也不需要太担心,因为这些情况在飞行员面前都是可控的,我们安心享受飞行就可以了。
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来源:温哥华兰里国际飞行微信公众号
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