[原创]解释一下“失速”

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前段时间中俄军演中方一架战斗轰炸机由于在俯冲拉起的过程中失速坠毁,在这里简单解释一下失速的概念,希望便于大家理解:

首先解释迎角的概念:迎角是机翼弦线方向与来流方向的夹角:


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飞机的升力主要是由机翼产生的,机翼产生的升力与飞机的速度、高度、迎角、翼面积等因素有关,当然还有复杂的翼根翼尖效应、机翼与机身干扰效应等的影响,但这些知识影响升力的大小和机翼压力分布,所以在此不作介绍,具体的亚音速升力计算公式为


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其中迎角为α,其余几项依次为升力系数、空气密度、飞机速度、机翼面积

可以看到飞机的升力跟迎角成正比,飞机速度平方成反比,所以飞机在相同速度相同高度情况下迎角越大升力越大,此次事故就是飞行员在俯冲拉起(此时飞机要上升需要升力更大,所以迎角也大),但是有一个致命的因素就是飞机的迎角必须保持在一定的范围内,因为在这个范围内公式中的第一个系数是常数,但是超过这个临界值这个系数就会急剧下降,这个临界值就是翼型的失速迎角,当迎角大于失速迎角时飞机升力就会急剧下降,飞机高度也会急剧下降,这就是失速。至于失速产生的原因是因为飞机机翼上表面的气流分离,由于迎角的存在,所以气流必须绕过机翼前缘分别从机翼上表面和下表面通过,机翼升力为正时上表面气流流速快,所以更容易分离,而且迎角越大越容易分离,(很容易理解,一块木板和风的夹角越大上边的空气就越难绕过去,绕不过去就是气流分离)气流分离就造成了上表面压力急剧增加,升力减少,飞机高度下降。这就是失速。翼型的失速迎角一般在15°左右,民用飞机的失速迎角也就在16°左右,而有的战斗机失速迎角之所以很大达到30°以上一方面是因为边条、鸭翼等增升装置的作用,一方面是因为战斗机推重比很大,机翼升力丧失一部分但是发动机推力有向上的分量,可以抵消一部分重力,一般来讲飞机的舵面,主要指操纵俯仰的升降舵(战斗机上既为全动平尾或者全动鸭翼)都会比机翼晚失速(失速迎角一般大5°),这样在失速以后舵面还能起到作用控制飞机俯仰以保证在一定范围内修正飞机姿态改出失速。

此次中俄军演中方飞机失速的高度据报告是200米,在这个高度上飞机还在做俯冲运动,而且是在拉起的过程中失速的,也就是说飞机当时还具有很高的俯冲速度,拉起的时候手稍微抖一下都有可能导致飞机迎角超过失速迎角,而从飞豹的研制年代来看应该属于纵向静稳定飞机,这种飞机失速后升力下降从而导致飞机迎角进一步增大,很快恶化至舵面失速,这样飞机就完全失控,加上200米的高度还有很大的向下初速度,飞机坠毁应该是在一两秒甚至更短的时间内,而据俄国人说飞机当时还要做横滚的动作,如果飞机刚好横滚到倒飞状态失速,飞行员就算想跳伞也跳不成,因为助推火箭会把他们头朝下弹向地面,无法开伞。

话不多说,如果有什么问题欢迎批评指正。要开骂的朋友免开金口,大家和谐一点儿,技术问题可以讨论。

本文内容于 2009-8-2 23:32:32 被fxw飞行物编辑

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