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失速(英語:stall)是指翼型氣動迎角(Angle of attack)增加到一定程度(達到臨界值)時,翼型所產生的升力(lift force)突然減小的一種狀態。翼型氣動迎角超過該臨界值之前,翼型的升力是隨迎角增加而遞增的;但是迎角超過該臨界值後,翼型的升力將遞減。
由於大部分有關失速的討論都與航空有關,以下集中論述失速與飛機(固定翼飛機)的關係。簡單來說,飛機失速意味着機翼上產生的升力突然減少,從而導致飛機的飛行高度快速降低。注意失速並不意味着發動機停止了工作或是飛機失去了前進的速度[1]。
飛機的失速
對於大部分飛機,如果發生失速飛機就會立即開始下降。此時飛行員要增加空速從而讓機翼可以以較小的迎角產生足夠的升力來擺脫失速狀態。一旦從失速中恢復,氣流就可以重新平穩地從機翼上下流過。如果操作得當,整個過程並不危險並且只會損失較小的高度。飛行員在訓練時通常會被指導如何識別,避免失速以及如何讓飛機從失速中恢復,而展示在失速時控制飛機的能力是獲得資格認證所必須的。一般來講,失速最危險的情形只出現在沒有足夠的高度來恢復到正常狀態的時候,比如飛機正在起飛、着陸或者翻越障礙。
一種特殊的情形是飛機在失速的同時繞偏擺軸進行自旋,被稱為尾旋。這主要是由於兩側機翼出現不協調的失速,飛機圍繞失速嚴重的一側機翼方向發生旋轉造成的。由於這個飛行狀態具有很高的下降率且會對機體結構造成極大破壞,所以在低空條件下如不及時改出是十分危險的。
接近失速時的徵兆
飛機接近失速狀態時的一個徵兆是對控制的反應遲滯,因為接觸控制板的氣流變弱了。而一旦飛機進入失速狀態,由於機翼旁形成的湍流,機體可能會產生抖動(buffet)。另一方面,現代飛機通常都具有失速警告。接近失速速度時,駕駛杆上安裝的抖杆器會被啟動(機上的警報器會發出 Stall~ Stall 的警報音),從而使駕駛杆發生好似失速狀態時的抖動,提示駕駛員飛機已經接近失速狀態,以便駕駛員能夠提前採取措施。另外還有聲音警告的提示方式。對於電腦控制的飛機,在正常法則下飛行時,由於電腦系統提供的安全保護,迎角通常是不會達到引起失速的大小的[2]。
失速速度
飛機是否失速只取決於迎角的大小,而非空速的快慢。但是因為在一定的條件下二者之間有關聯,所以實際應用中經常會使用到「失速速度」的概念。一架處於失速速度的飛機不能爬升,一架低於失速速度的飛機無法阻止其下降。當飛機做平穩的飛行時,需要升力與重力之間達成平衡,即需要升力的大小保持恆定。而空速越慢的飛機就需要越大的迎角來保持相同的升力,所以若飛機的速度下降就要同時加大迎角。隨着速度不斷降低,到了某一點迎角越過臨界值時,飛機將再也無法獲得足夠的升力,於是開始向下墜落。這一點的速度就被稱為失速速度。
視頻
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參考文獻
- ↑ 關於 失速(Stall)的一些整理 ,豆瓣,2014-3-9
- ↑ 高升力翼型失速點計算分析 ,知乎