一般人的印象中,失速就是飛機突然失控下墜。造成失速的原因是甚麼呢?
造成失速的原因是原本通過機翼上方的穩定氣流(層流)因某種原因而被打破成不穩定的氣流(亂流)造成升力驟減,飛機失速。
一般人認為失速的原因是空速太慢,然而空速不足並不是造成失速的主要原因。舉個例子,飛機在地面滑行時通過機翼的氣流是層流,雖然飛不起來但並不是「失速」,純粹只是升力不足罷了。
攻角(Angle Of Attack, AOA)就是機翼與氣流方向的夾角,一般情況下攻角越大升力就越大,然而當攻角超越一定角度時,層流就會轉為亂流導致飛機失速,此時的攻角便稱為「臨界攻角 Critical AOA」。
換句話說,失速有可能在任何速度下發生,剛才提到一般情況下攻角越大升力就越大,而升力的大小也受到速度影響,速度越慢,升力就越小(注意:雖然升力小但並不是「失速」)。舉個例,假如有一架飛機保持平飛,因為某些原因突然減速,這時候就要加大攻角來維持平飛所需的升力,速度越慢所需的攻角越大,當攻角來到臨界攻角時飛機便無法獲得足夠的升力,此時的速度就稱為「失速速度」。
當飛機進行滾轉(Roll)時,原本的升力會因機身傾斜拆成升力與側向力兩個分力,側向力可以使飛機轉彎,但原本的升力就會變小造成失速的危險。相同地,俯仰也會因產生分力造成升力變小。
飛機失速時高度會立即開始下降,若駕駛員未立即修正就有可能衍生其他的問題如「尾旋(Spin)」。
尾旋是兩側機翼出現不協調的失速並很快的失去高度且帶有旋轉,若未立即修正將會造成飛行器結構的受損。
尾旋 Spin
一般飛機失速時因通過的氣流減少飛機會有遲滯的現象,另外因為機翼會產生亂流而造成機身抖動。現代客機還會裝上警報系統與抖桿器(Stick Shaker)。當飛機接近失速狀態時,警報系統會發出警報聲,同時抖桿器會使操縱杆不停抖動提醒駕駛員飛機即將失速。
抖桿器 Stick Shaker
要擺脫失速狀態只要減小攻角加大推力即可。一般來說整個過程只會損失一點點的高度,但如果飛機沒有足夠的高度來恢復到正常狀態的時候就會相當危險。
當飛機進入尾旋時是無法滾轉的,因為通過副翼的氣流不足以讓飛機翻滾(Roll)。此時駕駛員必須透過採方向舵踏板控制飛機偏航進而打破失速的狀態。
失速只會造成飛機失去一點點的高度,若即時修正甚至可以當作一種華麗的下降方式。
現代飛機會有一連串複雜的安全系統防止駕駛員因失誤而進入失速狀態,所以要讓一架先進的民航客機失速的機率可說是微乎其微。
飛機誤報速度過高,機長將節流閥往後拉降低推力導致失速。