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尾旋也稱為螺旋,是固定翼航空器的一種非正常飛行狀態,即航空器在失速的狀態下,一面做向下的小半徑螺旋運動,一面在機身三個軸向(滾轉、俯仰和偏航)做自旋運動的飛行狀態。其特點是高迎角、低空速和大下降率。

由於這個飛行狀態具有很高的下降率,且會對機體結構造成極大壓力和破壞,所以在低空條件下如不及時改出是十分危險的。

原理

尾旋,是飛機的攻角(迎角)超過臨界迎角後,發生的一種連續的自動的旋轉運動。在尾旋發生過程中,飛機沿着一條小半徑的螺旋線航跡一面旋轉、一面急劇下降,並同時繞滾轉、俯仰、偏航三軸不斷旋轉。這種重心沿陡的螺旋線航跡急劇下降的自發運動,特點是迎角大,約20度-70度;螺旋半徑小,甚至只有幾米;旋轉角速度高可達每秒幾弧度,下沉速度大,甚至達每秒百米。

尾旋不是飛機的正常飛行狀態,飛機尾旋的成因與失速有直接關係[1],簡單的可以說成是一側機翼比另一側機翼先進入失速,具體情況因機種的不同而有所不同,大體說來可分為兩類:一類是低速平直翼飛機的尾旋,另一類是高速後掠翼或三角翼飛機的尾旋。

低速平直翼飛機的尾旋,一般都是在攻角超過臨界攻角後,飛機喪失橫側阻尼(如側滑),形成機翼自轉而進入的。以進入右尾旋為例,在攻角超過臨界攻角的情況下,出於某種原因飛機向右滾轉時,右機翼下沉,攻角增大,升力係數反而減小,產生負的附加升力;左翼上仰,攻角減小,接近臨界攻角,升力係數反而增大,產生正的附加升力。左、右機翼附加升力所形成的力矩不僅不阻止飛機滾轉,反而迫使飛機繼續加速向右滾轉,這種現象稱為機翼自轉。飛機進入向右的自轉以後,不僅升力減小,而且升力方向因飛機滾轉而不斷向右傾斜。這時升力在鉛垂面內的分力小于飛機重量,飛機將迅速下降高度,運動軌跡將由水平方向逐漸轉向鉛垂方向。升力在水平面內的分力起着向心力的作用,使飛機在下降過程中向右作小半徑的圓周運動。同時由於氣流方向不斷改變,在安定性的作用下,使飛機向右旋轉。於是飛機便進入一面旋轉,一面沿螺旋軌跡下降的右尾旋。

高速後掠翼或三角翼飛機,由於攻角超過臨界攻角後,起初升力係數下降是平緩的,不易形成機翼自轉,飛機不易進入尾旋,除非側滑角較大時,才可形成機翼自轉而進入尾旋。但是飛機往往在失速後,會出現方向發散,一且出現側滑,則側滑角自動增大,繼而形成機翼自轉,而使飛機墜入尾旋。

進入和改出

進入螺旋:油門收小到維持低速平飛,保持高度,拉杆抬機頭增加迎角,當即將達到失速速度時,加深拉杆同時踩某一方向的滿舵,機頭立即向此方向墜落同時機身向這個方向滾轉,維持拉杆和踩舵的控制,飛機開始進入穩定的螺旋。此時空速接近於零,下降率極高[2]

改出螺旋:在轉彎協調儀上可以讀出飛機旋轉的方向,開始改出首先收光油門,操縱杆處於中立位置使副翼沒有偏轉,在飛機旋轉的反方向踩滿舵直到飛機停止螺旋,此時空速會迅速增加,保持低頭姿態到螺旋停止時,方向舵回到中立姿態,逐漸拉起機頭當空速恢復設計機動速度範圍後,推油門返回正常姿態。當停止螺旋時不能立刻增加油門,否則會加速向下俯衝的速度,使飛機更快迫近地面。

視頻

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參考文獻