机翼迎角和升力的非线性关系

转自飞行者俱乐部在机翼上表面开始出现紊流的时候,机翼的升力系数接近其最大值,随着迎角的增加,机翼上表面的紊流扩张到机翼的前缘上表面附近,由于紊流的出现导致上表面空气的静压增大,动压减小,进而导致上下表面之间的气动压力差变小,不能继续支持飞机的重量,这时的状态称为失速状态,这个空速称为特定迎角下的失速速度。

常规飞机的临界迎角为14度左右。可以看到,失速之后,升力系数的下降是很快的,因此需要飞行员快速而果断的采取改出失速的动作。

根据上述概念,可以得知,失速的发生和机身的姿态是无简单对应关系的。在飞机水平飞行,爬升或者下降近进姿态中都可以发生失速现象。在特定的配置,也就是起落架和襟翼的收放状态下,特定空速的飞行有一个最大迎角,称为临界迎角。

现代飞机一般在接近失速的时候,驾驶舱面板上会有失速告警指示。
失速的会引发多种后果,初始的失速是以机身或控制杆的震动开始,逐渐飞机升力不足,进而飞机下降高度,逐渐的会发展出飞机左偏,容易进入螺旋状态,这是非常危险的事故。

在飞行员训练课程中,失速的判断和改出是非常重要的课程,失速的识别不能光看仪表的速度和姿态,还要协同自己对飞机的感觉来综合判断,一旦判断接近或进入失速,需要采取果断的措施,降低仰角,必要时需要增加油门,提高飞行速度
补充
在小迎角无气流分离时,机身的升力与力矩随迎角的变化呈直线关系。

大迎角时,从机身背风表面上分离的气流卷成一对或数对较强的旋涡。开始阶段左右旋涡是对称分布的,随着迎角的继续增大发展为不对称。

旋涡系中的低压区提供附加升力,使机身的升力与力矩随迎角的变化呈非线性关系。此 外,机身旋涡还会对飞行器的翼面产生重要影响。研究机身上旋涡系的形成和发展对考察机身和飞行器大迎角非线性空气动力特性有重要的作用。