飞机失速的定义及产生

失速的定义

我们知道,机翼能够产生升力是因为机翼上下存在着压力差。但是这是有前提条件的,就是要保证上翼面的的气流不分离。当机翼的迎角较小时,在相同的时间里气流绕过上翼面所通过的路程比流过下翼面的路程长,所以上翼面的气流速度比下翼面的快,由于气流的速度越快压力就越低,因而产生了上下翼面的压力差。但是如果机翼的迎角大到了一定程度,靠近机翼翼面附近的气流在绕过上翼面时,由于自身粘性的作用,流速会减慢,甚至减慢到零,而上游尚未减速的气流仍然源源不断地流过来,减速了的气流就成为了阻碍,最后气流就不可能再沿着机翼表面流动了,它将从表面抬起进入外层的绕流,这就叫做边界层分离。当气流从机翼表面抬起时,受外层气流的带动,向后下方流动,最后就会卷成一个封闭的涡,叫做分离涡。像这样旋转的涡中的压力是不变的,它的压力等于涡上方的气流的压力。而涡上方的气流流线弯曲程度并不大,所以其压力与下翼面的压力相比小不了多少,这样机翼的升力就比原来减小了。这种情况就叫作失速,对应的机翼迎角叫做失速迎角或临界迎角。如果我们给出机翼的升力系数和机翼迎角之间的关系,可以看出,当机翼的迎角达到临界迎角之前,升力系数随迎角增大而增大;当迎角超过临界迎角之后,升力系数就下降了。由于机翼的升力系数与升力成正比,所以说明了当机翼迎角大到一定程度之后,升力的确下降了。失速之后的机翼气动效率极低,已经不能够产生足够的有效升力。所以对现在的飞机,都要求在临界迎角以下一定范围内飞行,不允许靠近更不允许超过,以避免发生尾旋等危险。