航空小常識— 什麼是失速?

相信大家對於「失速」一詞並不陌生,但是失速指的到底是什麼呢?

空氣是具有黏性的,飛機在正常飛行的情況下,空氣會貼著機翼向後流動,但是當機翼到達某一個角度,空氣就會無法貼著機翼而產生分離,也就是機翼上原本穩定的層流就會轉變成亂流,造成機翼失去升力而飛機失速。通常大家以為,照字面上的意思,飛機會失速是因為速度不夠,速度可能是造成失速的一個原因,但不是主因。舉例來說,飛機在地面滑行時,當下機翼上的氣流是層流,只是升力沒有大到足夠讓飛機飛行。另一種說法是,飛機爬升的角度太大而造成失速,但是我們看戰鬥機表演或是花式飛行,飛機是可以垂直爬升的,在這當下機翼上的氣流也沒有分離,所以也不是失速。

真正會導致失速的原因是機翼的攻角(AOA, Angle Of Attack),也就是機翼和氣流方向的夾角。當飛機進入失速狀態的那個瞬間,此時的攻角稱為臨界攻角(Critical AOA),當攻角超過機翼的臨界攻角就會造成飛機失速。所以失速可能會發生在任何的速度下,並不完全是低速而造成飛機失速喔!

還有一個影響飛機失速的原因還有機翼前端的形狀。前緣比較鈍的翼剖面會讓機翼升力降低的趨勢比較緩和,相反的,前端比較尖的翼剖面就會讓機翼升力降低的趨勢比較突然。

為了避免位在翼尖的副翼失速而無法控制飛機滾轉,有些飛機會在翼根的地方裝上失速條(Stall strips),這就是為了讓翼根比翼尖更早失速,這樣飛行員如果察覺到翼根失速的時候,還是可以控制在翼尖的副翼來改正飛機的姿態。除了失速條,有些飛機也會設計讓翼根的裝置攻角大於翼尖的裝置攻角,或是讓翼尖的翼剖面形狀和翼根不同,都是為了避免翼根和翼尖會同時失速的狀況。

失速對飛機來說是非常危險的狀態,也需要機師進行立即的處置。以空中巴士320為例,總共有10條需要機師背誦的「Memory items背誦項目」,而其中就有兩條跟失速有關。佔了緊急背誦處置的1/5之多。可見這是多麼與時間賽跑的一件事。

(圖片摘自:airbusFCOM)

(圖片摘自:airbusFCOM)

另外由於空巴320以後生產的空中巴士系列產品,都具備「防止失速」功能,所以A320飛行員在模擬機裡要進行失速練習,還需要特別把七台飛行電腦中的兩台關掉之後,再進行科目演練。要不然正常狀態之下的空巴320,當飛行電腦偵測到空速過低,會進行一系列的修正活動,包含自己降低爬升角度甚至自動全油門。所以正常狀態之下的320、330、340、350、380不太可能因為操作問題而造成失速的。

失速改正教學影片https://www.youtube.com/watch?v=oy1pPGyaUsM

失速改正的文章https://www.fttw.com.tw/news/html/?251.html

參考資料:飛行原理概論(郭兆書 著)


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