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失速英语:stall)是指翼型气动迎角(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。注意失速并不意味着发动机停止了工作或是飞机失去了前进的速度[1]

飞机的失速

对于大部分飞机,如果发生失速飞机就会立即开始下降。此时飞行员要增加空速从而让机翼可以以较小的迎角产生足够的升力来摆脱失速状态。一旦从失速中恢复,气流就可以重新平稳地从机翼上下流过。如果操作得当,整个过程并不危险并且只会损失较小的高度。飞行员在训练时通常会被指导如何识别,避免失速以及如何让飞机从失速中恢复,而展示在失速时控制飞机的能力是获得资格认证所必须的。一般来讲,失速最危险的情形只出现在没有足够的高度来恢复到正常状态的时候,比如飞机正在起飞、着陆或者翻越障碍。

一种特殊的情形是飞机在失速的同时绕偏摆轴进行自旋,被称为尾旋。这主要是由于两侧机翼出现不协调的失速,飞机围绕失速严重的一侧机翼方向发生旋转造成的。由于这个飞行状态具有很高的下降率且会对机体结构造成极大破坏,所以在低空条件下如不及时改出是十分危险的。

接近失速时的征兆

飞机接近失速状态时的一个征兆是对控制的反应迟滞,因为接触控制板的气流变弱了。而一旦飞机进入失速状态,由于机翼旁形成的湍流,机体可能会产生抖动(buffet)。另一方面,现代飞机通常都具有失速警告。接近失速速度时,驾驶杆上安装的抖杆器会被启动(机上的警报器会发出 Stall~ Stall 的警报音),从而使驾驶杆发生好似失速状态时的抖动,提示驾驶员飞机已经接近失速状态,以便驾驶员能够提前采取措施。另外还有声音警告的提示方式。对于电脑控制的飞机,在正常法则下飞行时,由于电脑系统提供的安全保护,迎角通常是不会达到引起失速的大小的[2]

失速速度

飞机是否失速只取决于迎角的大小,而非空速的快慢。但是因为在一定的条件下二者之间有关联,所以实际应用中经常会使用到“失速速度”的概念。一架处于失速速度的飞机不能爬升,一架低于失速速度的飞机无法阻止其下降。当飞机做平稳的飞行时,需要升力与重力之间达成平衡,即需要升力的大小保持恒定。而空速越慢的飞机就需要越大的迎角来保持相同的升力,所以若飞机的速度下降就要同时加大迎角。随着速度不断降低,到了某一点迎角越过临界值时,飞机将再也无法获得足够的升力,于是开始向下坠落。这一点的速度就被称为失速速度。

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参考文献