飛行原理/CAFUC

特殊飛行

第八章第八章第頁2本章主要內容飛行原理/CAFUC8.1失速與螺旋8.2在擾動氣流中的飛行8.3在積冰條件下的飛行8.4低空風切變8.5尾流飛行原理/CAFUC8.1失速與螺旋第八章第頁4

失速與螺旋關系到飛行安全，應該清楚飛機的失速性能，這樣才能防止飛機進入失速和螺旋。如果飛機誤進入失速與螺旋，也才能正確及時地改出，以保證飛行安全。第八章第頁58.1.1失速飛機失速的產生中小迎角時,氣流分離不明顯。第八章第頁6

隨迎角增加，上翼面氣流分離現象逐漸發展。

迎角超過臨界迎角后，上翼面產生強烈的氣流分離。

失速是指飛機迎角超過臨角迎角,不能保持正常飛行的現象。失速的定義第八章第頁7

失速產生的根本原因是飛機的迎角超過臨界迎角。●失速的根本原因第八章第頁8●失速后飛機的表現

飛機失速后，除飛機會產生氣動抖動外，由于升力的大量喪失和阻力的急劇增大，飛行員還會感到飛行速度迅速降低、飛機下降、機頭下沉等現象。第八章第頁9●可能導致失速的多種原因

根本原因:迎角大于臨界迎角第八章第頁10失速警告自然失速警告人工失速警告自然失速(氣動)警告

機翼升力產生周期性變化以致飛機抖動，同時，駕駛桿和腳蹬也產生抖動。這是因為在飛機接近臨界迎角的時候,機翼的上表面氣流產生了強烈的分離,從而產生了大量的渦流。氣流的這種分離是周期性的,使得機翼的升力時大時小,整個機翼升力的這種周期性變化,促使飛機產生抖動。

氣流分離產生的大量渦流,陸續流過副翼和尾翼,不斷沖擊各舵面,帶動駕駛桿和腳蹬也產生抖動第八章第頁12人工失速警告

輕型通用航空飛機通過風標式失速傳感器來觸發失速警告喇叭、失速警告燈。附圖中小迎角時的迎角傳感器第八章第頁13附圖大迎角時的迎角傳感器

輕型通用航空飛機通過風標式失速傳感器來觸發失速警告喇叭、失速警告燈。第八章第頁14●TB20的風標式失速傳感器第八章第頁15

大型運輸機采用更為精確的迎角探測裝置用于觸發振桿器和自動頂桿裝置。

高精確度迎角傳感器第八章第頁16失速速度飛機剛進入失速時的速度，稱為失速速度VS。根據升力公式:TAS為:第八章第頁17

失速時,升力系數達到最大值CLmax,所以失速速度VS可表示為:

在上式中,如果飛機的構型不變,則只有VS和Lift是變量,所以可以得到:失速速度正比于升力的大小。失速速度第八章第頁18所以失速速度VS可表示為:

在平飛時,載荷因素ny=1,所以平飛時的失速速度VS平為:升力可表示為:失速速度第八章第頁19所以失速速度VS最終可表示為:不同的飛行狀態時載荷因素ny是不同的:平飛時，ny=1;直線上升或下降時，ny<1;盤旋或平飛改上升時，ny>1失速速度第八章第頁20飛機重量增加，失速速度增大。放下襟翼等增升裝置，飛機的最大升力系數增大，失速速度相應減小。不同飛行狀態下的失速速度是平飛失速速度的倍。飛機在水平轉彎或盤旋中，隨著坡度的增大，載荷因數增大，對應的失速速度也增大。不同坡度盤旋對應的載荷因素●失速速度的影響因素小結第八章第頁21失速的改出

飛機失速后，除飛機會產生氣動抖動外，由于升力的大量喪失和阻力的急劇增大，飛行員還會感到飛行速度迅速降低、飛機下降、機頭下沉等現象。第八章第頁22●高平尾飛機與深失速高平尾飛機進入失速后不易改出。第八章第頁23●鴨式布局飛機與失速鴨式飛機沒有平尾，而以前翼代替。第八章第頁24CGCP鴨式飛機的前翼和機翼均產生正升力。●鴨式布局飛機與失速第八章第頁25●鴨式布局飛機與失速

通常情況下,這種布局飛機不易失速;

但劇烈機動時其可能進入無法改出的失速狀態。第八章第頁26

重心靠前，失速速度增加，但飛機也較容易改出失速。●重心位置對失速的影響平尾負升力增加,飛機總升力減少,總升力系數減少。第八章第頁27●機翼平面形狀對失速的影響橢圓形機翼矩形機翼梯形機翼后掠翼翼根先失速更有利。雖然翼根失速損失部分升力，但若翼尖先失速后果更大，因為副翼裝在外側，翼尖失速可使飛機喪失操縱性，這樣通過翼根失速時或即將失速時改變飛機姿態和速度，可避免翼尖失速造成的更大危害。第八章第頁28使翼根先失速的措施翼根處翼弦與縱軸的夾角通常大于翼尖處。第八章第頁29失速帶使翼根先失速的措施通常裝在翼根部位，這樣可使翼根失速早于翼尖，第八章第頁30失速帶對升力特性的影響半徑小半徑大前緣半徑減小，臨界迎角減小正常迎角下升力特性基本不變第八章第頁31渦流發生器可以改善失速特性渦流發生器渦流發生器實際上是以某一安裝角垂直地安裝在機體表面上的小展弦比小機翼，所以它在迎面氣流中和常規機翼一樣能產生翼尖渦，但是由于其展弦比小，因此翼尖渦的強度相對較強。這種高能量的翼尖渦與其下游的低能量邊界層流動混合后，就把能量傳遞給了邊界層，使處于逆壓梯度中的邊界層流場獲得附加能量后能夠繼續貼附在機體表面而不致分離。第八章第頁33渦流發生器的工作原理第八章第頁348.1.2螺旋(尾旋)

螺旋是指飛機失速后，產生的一種急劇滾轉和偏轉的運動，飛機機頭朝下，繞空中某一垂直軸，沿半徑很小和很陡的螺旋線急劇下降的飛行狀態。第八章第頁35螺旋產生的原因

機翼自轉:

當迎角超過臨界迎角，只要飛機受一點擾動而獲得一個初始角速度開始滾轉，下沉機翼迎角大,升力小，而上揚機翼迎角小,升力大,加劇飛機的滾轉趨勢,飛機就會以更大的滾轉角速度繞縱軸自動旋轉。螺旋是飛機超過臨界迎界后機翼自轉所產生的。第八章第頁36●機翼自轉的原因

失速后上揚一側機翼的升力系數比下沉側的更大而阻力系數更小。第八章第頁37

飛機進入自轉后，兩翼迎角不等，下沉側機翼迎角大阻力大，上揚側機翼迎角小阻力小，阻力差促使飛機繞立軸向自轉方向急劇偏轉。●螺旋時飛機的受力及其運動第八章第頁38

升力不僅降低且方向隨著機翼的自轉不斷傾斜，飛機迅速掉高度，運動軌跡由水平方向趨于鉛垂方向。升力起向心力作用，飛機作小半徑的圓周運動。在螺旋中，飛機會繞三個機體軸旋轉。●螺旋時飛機的受力及其運動第八章第頁39螺旋的三個階段初始螺旋螺旋的形成螺旋的改出第八章第頁40螺旋的改出

首先蹬反舵制止飛機旋轉，緊接著推桿迅速減小迎角，使之小于臨界迎角；當飛機停止旋轉，收平兩舵，保持飛機不帶