Original: http://eng.fsu.edu/~dommelen/research/airfoil/airfoil.html
Робота, виконана з Си-Chuan Wang. Ця робота стала результатом підтримки Управління ВВС наукових досліджень.
Зрив потоку на крилі
Зрив це небажане явище, в якому авіаційні крила відчувають підвищений опір повітря і зниження підйомної сили. Це може привести літак до падіння.
Зрив відбувається, коли літак знаходиться під дуже великим кутом дії (кут дії є кут між площиною і напрямком польоту). Це може статися під час зльоту або посадки, коли швидкість польоту відносно невелика: при низькій швидкості аеродинамічні сили є відповідно менше, і єдиний спосіб, щоб отримати достатню кількість підйомної сили, щоб витримати вагу літака літати на площині при більший кут атаки. Якщо неуважний пілот дозволяє швидкість стає занадто низькою, літак буде перевищувати критичний кут атаки і стійла відбувається.
Завдяки стійло крило виробляє менше підйомної сили і більший опір; збільшення опору викликає швидкість для подальшого зменшення так, що крило виробляє ще менше підйомної сили. По суті справи, літак падає з повітря. Земля чекає нижче.
Чому відбувається зрив
Чому крила стійло? Це відбувається через процеси в прикордонному шарі, шар запізнілим повітря поблизу поверхні крила. Для того, щоб крило, щоб бути ефективним, повітря повинне текти повністю навколо ведучого (переднього) краю крила. При занадто великому куті атаки, повітря в прикордонному шарі поблизу передньої кромки не вдається, що і вона відділяється від поверхні крила.
Нижче наводиться чисельне моделювання, в якому глухне крило видно в поперечному перерізі. Передній край залишається, задня кромка є правильним. При моделюванні прикордонний шар представлений у вигляді вихорів (мініатюрні), які торнадо відображаються у вигляді чорних або білих точок, в залежності від напрямку обертання. Крило Смоли до кута атаки 30 градусів, в результаті чого кабіна:
т = 1 (починається качка)
У першій картині крило рухається під невеликим кутом атаки (тут приймається рівним нулю). Зауважимо, що вихори прикордонного шару щільно прилягати до крила, поки вони не миють вниз за течією. При нульовому куті атаки, немає ліфта, і є трохи опору.
т = 2
т = 3
Крило початку хитавиці, але вихри прикордонного шару залишаються близько до крила. Крило тепер виробляє значну підйомну силу, і до сих пір мало опору.
т = 3,5
т = 4,25
т = 5 (закінчується качка)
Кут атаки став занадто великим. Вихори прикордонний шар відокремили від верхньої поверхні крила, а вхідний потік не робить більше не згинати повністю навколо передньої кромки. Крило застопорилися, викликаючи значний опір. Проте, велика частина ліфта залишається, так як відокремлений вихори все ще над крилом.
т = 6
Коли відокремлені вихори роздувається повз задньої кромки, ліфт починає знижуватися.
т = 7
Крило тепер виробляє мало ліфта, і багато опору. Проте, це легше повітря, щоб текти навколо передньої кромки крила, без ліфта, і потік починає знову прикріпити.
т = 7,75
т = 8
Потік в основному повернули назад, а коефіцієнт підйомної сили (коефіцієнт корисної підйому крила) тимчасово відновлена. На жаль, це створить новий цикл поділу; Крім того, збільшення лобового опору зменшує повітряну швидкість занадто багато, щоб виробляти багато ліфта, навіть при гарному коефіцієнта підйомної сили.
т = 8,5
т = 8,75
т = 9
Ось еволюція підйому, опору і моментів коефіцієнтів:
Як відновитись
Щоб оговтатися від стійла, пілот повинен зменшити кут атаки назад до досить низького значення. Незважаючи на те, що літак вже падають на землю під крутим кутом, пілот повинен штовхати палицю вперед, щоб підштовхнути ніс ще далі вниз. Це зменшує кут атаки, а отже, і опір.
Літак починає набирати швидкість, йдучи вниз ще швидше. Але як тільки літак взяв достатню швидкість, так що крило може знову витримати вагу літака, пілот тягне штурвал на себе, щоб збільшити кут атаки знову (на цей раз залишаючись в допустимих межах), а також відновлює підйом крила.
Очевидно, що для відновлення з стійла передбачає деяку втрату висоти. Лавки найбільш небезпечні на низьких висотах. Потужність двигуна може допомогти зменшити втрату висоти, за рахунок збільшення швидкості швидше, а також допомагаючи для перепідключення потоку над крилом.
Як важко відновити з стійла залежить від площини. Деякі літаки, які важко відновити вже дотримуватися шейкери: тряски паличка попереджає пілота про те, що кабіна є неминучим. Характеристики звалювання також залежить від того, як літак завантажений; центр ваги літака повинен бути досить далеко переміщення вперед.
Повороти
Гірше версія стійло є спін, в якому площину спіралі вниз. Зрив може розвинутися в штопор через напругою в момент бокового в неправильний час.
Механіка спина є складними. Залежно від площини, (і по дорозі він завантажений!) Може виявитися більш важким або неможливим, щоб оговтатися від спина. Відновлення вимагає хорошої ефективності від оперення літака; Зазвичай відновлення включає в себе використання керма напряму, щоб зупинити рух прядіння, на додаток до ліфта, щоб зламати кіоск. Однак крила можуть блокувати потік повітря до хвоста. Якщо центр ваги літака надто далеко назад, він прагне зробити відновлення більш важким. Пілот може отримати дезорієнтовані запаморочливих ефектів спін, і застосувати неправильні виправлення.
Навіть якщо літак добре розроблена, повантажили в межах допустимого діапазону і відновлення виконується без збоїв, втрати висоти в штопор може бути дуже великим. Так як кіоски та спини, швидше за все, під час зльоту і посадки, може просто не бути, що велика висота доступна. Відповідно до правил FAA для приватних пілотів, стійла підготовка необхідна, але відновлення спина немає. Зрив навчання дозволяє пілоту розпізнати насувається стійло, і вжити заходів щодо виправлення становища, перш ніж істинний стійло і, можливо, може статися вертіння.
