飞机 飞机会因失速而坠毁,那鸟会失速吗?失速又是怎么一回事呢?
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20世纪初,美国的莱特兄弟发明了人类历史上第一架真正可飞行的飞机,此后,飞机正式地进入人类生活。
但由于当时的飞机很简陋,而且人们对飞行知识的了解也不够深入,所以经常会有飞行事故的发生。
有许多的事故都是飞机失速引起的。在很长一段时间里,失速成了飞行人员的“死亡梦魇”,阻碍着飞行事业的发展。
如今,人们对失速已经有了很深入的研究和了解,由于飞机失速导致的飞行事故也有了极大的减少。
通常情况下的失速都与飞机有关,那跟飞机类似的鸟类是否也存在失速现象呢?它们的失速是怎么一回事呢?
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图为:飞机翼弦示意图
什么是失速
只看字面意思你可能会以为失速是飞机“失去了速度”,但其实不是这样的,失速跟速度没多大关系。
失速指的是机翼的迎角(或者叫攻角)在超过一定的数值时,机翼产生的升力开始减小的状态。
什么是迎角呢?迎角就是机翼的翼弦(前缘点和后缘点的连线)与飞机前进方向所在的平面之间的夹角。
当迎角小于临界值时,迎角越大,升力也越大,也就是飞机的头抬得越高,飞机也会随之飞的越高。
当迎角大于临界值时,迎角再增大,升力反而会减小,这时飞机的飞行高度会因为头抬得太高而迅速下降。
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图为:迎角与升力的关系
所以我们可以简单理解为,失速就是飞机的“头”抬得“太过了”,导致飞机开始迅速下降的状态。
因为飞机是依靠升力升空的,平稳运行的飞机的升力与重力相等,一旦升力减小,飞机就会被重力往下拉。
一般情况下,如果飞机发生失速就会立即下降,这时飞行员就得拉低机头以增大升力来摆脱失速。
操作得当的话,这个过程中飞机不会损失太多高度,机组人员和飞机上的乘客也并不会有什么危险。
但有时候,失速的飞机会边下降边旋转,这是因为两边的机翼失速情况不一样,飞机围绕着失速更严重的一侧旋转。
这种边下降边旋转会对飞机机体造成很大的破坏,并且对于乘客来说也是相当危险的,必须及时改出。
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如何判断失速
飞机是否失速只取决于迎角的大小,而与飞机的快慢无关,但在一定条件下二者是有关联的,所以实际应用中经常用到“失速速度”的概念。
当飞机做平稳的飞行时,升力和重力需要达成平衡,重力是一定的,所以升力必须时刻保持恒定。
空速较快的飞机升力较大,只需要很小的迎角即可正常运行,但空速较小的飞机得依靠增大迎角来获得相同的升力。
空速越低的飞机需要的升力也越大,需要抬升的迎角也就越大,当速度低到某一个值时,迎角到达了临界值。
迎角越过临界值后,飞机再也无法获得足够的升力,于是开始向下坠落。这时的速度就叫做失速速度。
凭借失速速度可以判断飞机是否接近或已经失速:一架处于失速速度的飞机无法再爬升,一架低于失速速度的飞机则会一直下降。
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鸟类是否也会失速
飞机的飞行原理与鸟类似,既然飞机会失速,那鸟类是不是也会失速呢?答案是是的,鸟也会失速。
与飞机一样,鸟的失速也是因为前进的速度太“慢”,产生的升力不足以保持它在高空的飞行。
二者也有不同之处,飞机是靠加速以及抬高机翼来获得升力的,而鸟主要是通过拍打翅膀来获得升力的。
如果一只鸟飞的太高,稀薄的空气会使它很快变得体力不支,拍打翅膀的频率也会降低,升力随之降低,鸟就开始下坠。
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图为:失速的鸟
有些鸟类是靠热气流而滑翔的,上升的气流会给它们提供足够的升力,只要一直有热气流,它们就可以一直盘旋在高空。
鸟虽然也会失速,但通常来讲失速对它们的影响是微乎其微的,一是它们不会冒险飞到更高的天空,二是它们可以很容易的应对失速。
一旦鸟稍微感觉自己有点失速,它们会本能的拍动翅膀化解掉,而不需要大费周章的抢救之类。
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