
【機】 burble angle
失速角(Stall Angle)是航空工程領域的關鍵概念,指機翼迎角增大到臨界值時,翼面氣流發生分離導緻升力驟降的物理現象。從漢英詞典角度解析,其對應英文術語為“critical angle of attack”或“stall angle”,定義為“the angle at which a wing exceeds maximum lift capability and airflow separation occurs”(來源:《牛津航空工程詞典》)。
在流體力學中,失速角的形成與伯努利原理和邊界層理論密切相關。當機翼迎角超過臨界值(通常為15°-20°),氣流無法沿翼面平順流動,産生湍流分離,此時升力系數急劇下降,阻力系數陡增(來源:NASA航空工程手冊)。該現象可通過以下公式量化:
$$ C_L = frac{2L}{rho v S} $$
式中$C_L$為升力系數,$L$為升力,$rho$為空氣密度,$v$為流速,$S$為機翼面積。失速發生時,$CL$達到最大值$C{L_{max}}$後迅速衰減(來源:《空氣動力學基礎》第七版)。
實際飛行中,失速角是飛機設計的重要參數。民航客機通過前緣縫翼、襟翼等裝置可将失速角提高至40°,增強飛行安全性(來源:FAA飛行操作手冊)。飛行員訓練中強調“迎角指示器”監測,确保飛行姿态始終低于臨界值(來源:國際民航組織安全報告)。
失速角(又稱臨界迎角)是航空學中決定飛機升力特性的關鍵參數,其定義和影響可綜合以下方面理解:
基本定義
失速角指機翼迎角增大到某一臨界值時,機翼表面氣流發生嚴重分離,導緻升力系數達到最大值後突然下降的角度。此時翼弦(機翼前緣到後緣的連線)與相對氣流方向的夾角即為臨界迎角。
物理機制
當迎角超過臨界值(通常亞音速翼型在8°-20°之間),氣流無法沿機翼上表面順暢流動,形成湍流分離,導緻升力驟降。此時即使增加迎角,升力反而減小,這種現象稱為失速。
影響因素
與失速速度的關系
失速速度(Vs)是飛機在臨界迎角下維持平飛的最小速度。當空速過低時,飛行員需增大迎角補償升力,此時若超過臨界迎角即觸發失速。
飛行安全意義
超過失速角會導緻操縱效能急劇下降,若在低空發生可能引發事故。現代飛機通過前緣縫翼、襟翼等增升裝置可提高臨界迎角(推遲失速),部分機型還配備失速預警系統。
典型公式表達:
$$
C{L{max}} = frac{2W}{rho VS S}
$$
其中$C{L_{max}}$為最大升力系數,對應臨界迎角時的升力特性。該公式揭示了失速速度與臨界迎角的直接關聯。
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