飞机“失速”状态的特征与预防?
飞机“失速”状态的特征与预防?
航空飞行最怕两件事,一个是失去动力,一个就是“失速”。
失去动力好理解,发动机停车,没有了动力,也就没有了推力(拉力),无论飞机处于何种飞行状态,都好像一个人心脏骤停一样,后果可想而知。
那么另外一种情况是失速——“失速、失速,那就把丢失的速度找回来不就行了,这有什么好怕的?!”
各位,千万别说这样“外行”的话,因为此“失速”非彼“失速”,等我给朋友们科普了“失速”的概念,你就知道这么理解有多么的“冒昧”!
科学道理
失速(STALL)是物理学名词。是指飞机机翼在迎角超过某个临界值后,升力系数随迎角增大而减小的现象。
注意: 后面会说到,“失速”还会用到其他领域、位置、部件等。
所以,失速并不是指飞机引擎停止工作或飞机在空中停止前进,而是由于飞机迎角(angle of attack,翼弦线与相对气流之间的夹角)过大,导致空气流动在机翼上方分离,不能有效地产生升力。具体来说,当迎角超过一定的临界值(失速迎角),空气无法平稳地流过机翼上表面,产生的湍流和紊流导致升力急剧减少。
这时候有必要给大家搬出来物理学定理“伯努利方程”,来解释机翼产生升力的原理。
此处贴一张前期推文的片段截图,方便理解:
分析及预防
导致失速的原因主要包括:
迎角过大:当飞机爬升或转弯时,若操作不当,迎角可能增大到临界值以上。
速度过低:飞机在速度过低时,如进近、降落阶段,如果没有足够的动力支撑飞行,或者此时飞行构型不正常,容易进入失速状态。
机翼构型改变:如结冰、积雪或污物,或者外力导致的变形,或者机翼上襟翼、缝翼、扰流板等辅助飞行装置设置于错误位置,则会改变机翼外形,导致叶背处气流变化,产生失速。
重心位置不当:飞机重心偏移,可能导致迎角难以控制。
失速的特征和预防:
特征及警告:飞机失速时,通常会感觉到飞机振动、机头下沉、控制失灵等现象。飞行员还可能接收到失速警告系统的报警信号。
预防与处置:严格按照飞行手册操纵飞机,保持适当的飞行速度和迎角,特别是在起飞和降落阶段。定期检查和清洁机翼表面,避免重心过于前移或后移。
结语
“失速”是物理学连贯动作:机翼(叶片)迎角变大——气流在叶背处分离(紊流、乱流)——机翼(叶片)升力变小——失去升力。
结合上文会发现,有时候“失速”也会导致“失速”,但是此“失速”非彼“失速”了,两个概念,不可混淆。
这里列举了固定翼飞机为例,“失速”场景同样会产生于其他场景或部件。比如航空发动机内叶片气流,比如直升机旋翼的气动布局等。
关于发动机叶片失速,是导致发动机产生喘振的元凶,在预防“喘振”和改进发动机“防喘”措施的进程上,一直是航发人重要任务。
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题外话
有些朋友问,为什么“STALL”被翻译成“失速”呢?有这么一些解释,大家看看合理不合理?
直观描述:“失速”形象地描述了飞机突然失去维持飞行所需的升力,表现为速度骤减或下降的状态。虽然在技术上,这个现象与飞机的速度关系并不直接,但在视觉和感觉上,飞机表现出一种速度失去的状态,即“失速”。
术语沿用:早期的航空学术研究和翻译过程中,许多专业术语都是通过对现象的观察和描述进行翻译的。“失速”一词沿用至今,已成为航空领域的标准术语,且广泛接受和使用。
便于理解:对于飞行员和航空工程师来说,“失速”一词简单明了,能够快速传达飞机在这种状态下的危险性和必须采取的应对措施。
最后,抛给朋友们两个问题:
以上讲的是飞机失速,那么“直升机失速”是个什么概念呢?要知道直升机没有大翼,速度也不快。
如果“stall”翻译成了失速,那么“in stallments”又是什么意思,提示一下,不单是“安装”的意思。这个单词常应用于我们的生活,离我们很近,朋友们可以查查词典。