失速/尾旋訓(xùn)練研究思考

涂良輝　閆超　王聿豪　楊陽　彭翼杰　龔競　藍子超

摘? 要：為了充分發(fā)揮飛機的左邊界性能，提升飛行學(xué)員控制飛機狀態(tài)的能力，訓(xùn)練部門應(yīng)開展失速/尾旋飛行訓(xùn)練。本文著眼左邊界訓(xùn)練需求，深挖失速/尾旋運動機理，闡明失速/尾旋訓(xùn)練的意義及對人的影響。本文建議在初級訓(xùn)練階段開展失速/尾旋訓(xùn)練，加大訓(xùn)練力度，打下牢固基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：左邊界;失速;尾旋

1引言

習(xí)主席多次強調(diào)，“戰(zhàn)斗力是軍隊建設(shè)唯一的根本的標(biāo)準(zhǔn)”。習(xí)主席在黨的十九大報告中再次指出，“軍隊是要準(zhǔn)備打仗的，一切工作都必須堅持戰(zhàn)斗力標(biāo)準(zhǔn)，向能打仗、打勝仗聚焦”。戰(zhàn)斗力生成質(zhì)量歸根到底源于日常的訓(xùn)練質(zhì)量，為戰(zhàn)而練是訓(xùn)練的靈魂，一切訓(xùn)練都必須著眼作戰(zhàn)。

當(dāng)前，飛行訓(xùn)練部門正在積極組織開展左邊界飛行訓(xùn)練，訓(xùn)練難度高、強度大，訓(xùn)練接近實戰(zhàn)。飛機的左邊界即為飛機的小速度邊界。小速度邊界飛行主要受失速/尾旋特性限制，過去為了預(yù)防失速/尾旋，一般遠離失速邊界飛行，雖然對保證飛行安全起到了一定作用，但是飛機的性能沒有得到充分發(fā)揮，飛行學(xué)員控制飛機狀態(tài)的能力得不到提高。為了充分發(fā)揮飛機的左邊界性能，我們必須著眼左邊界訓(xùn)練需求，深挖失速/尾旋運動機理，闡明失速/尾旋訓(xùn)練的意義及對人的影響。通過研究，本文對初級訓(xùn)練階段失速/尾旋訓(xùn)練進行了總結(jié)。

2失速/尾旋的機理

2.1失速的本質(zhì)

失速的本質(zhì)是氣流分離和分離引起的非操縱運動。氣流分離和非操縱運動的劇烈程度主要取決于飛機迎角和氣流速度，也就是氣流與飛機之間的夾角和氣流速度。這里按氣流分離和非操縱運動將迎角分割為三個區(qū)域：

從能量角度看，分離是由于流經(jīng)飛機表面的氣流能量不足，無法完全克服飛機表面摩擦力和逆壓的作用而出現(xiàn)氣流倒流的現(xiàn)象。簡單地說，流經(jīng)飛機表面（主要是機翼、氣動舵面）的氣流是飛機前方來流氣流在飛機表面的分量，其能量與氣流速度、密度、氣流與飛機表面的夾角有關(guān)。氣流分離主要有二種形式，一是夾角增大引起的分離，二是來流速度的過小引起的分離。前一種情況就是我們傳統(tǒng)上說的把飛機“拉失速”，而后一種我們稱之為“掉進失速”。在左邊界飛行中，當(dāng)飛機的速度小于某一值時，空氣動力作用接近于0，飛機在重力作用下做類似于自由落體運動，會重新建立氣流速度和空氣動力，此時，氣流與飛機的相對運動有可能使飛機迎角快速接近或超過失速迎角。

2.2尾旋的本質(zhì)

從圖1可知，飛機在過失速迎角范圍飛行時，如果飛機繞機體縱軸旋轉(zhuǎn)，飛機下沉一側(cè)機翼當(dāng)?shù)赜谴螅ù笥谑儆牵w機上揚一側(cè)機翼當(dāng)?shù)赜切。ㄐ∮谑儆牵?。由于飛機在大于失速迎角后，氣流出現(xiàn)分離，升力系數(shù)明顯下降，則下沉一側(cè)機翼的升力系數(shù)C_L下沉小于上揚一側(cè)機翼的升力系數(shù)C_L下?lián)P，于是，飛機下沉一側(cè)的機翼繼續(xù)下沉，形成了一個滾轉(zhuǎn)力矩。

從圖1中還可知，由于飛機大于失速迎角后，阻力系數(shù)出現(xiàn)劇增，則下沉一側(cè)機翼的阻力系數(shù)C_D下沉大于上揚一側(cè)機翼的阻力系數(shù)C_D上揚，于是，飛機將向下沉一側(cè)機翼偏轉(zhuǎn)，形成了一個偏航力矩。

正是由于滾轉(zhuǎn)力矩和偏航力矩的共同作用，使飛機在進入過失速迎角范圍后，從由氣流分離引起的非操縱運動發(fā)展為繞自身軸旋轉(zhuǎn)的、沿小半徑陡的下降的螺旋軌跡的自發(fā)運動，即為尾旋。

初期尾旋是這種運動的初始的、過渡的階段，在該階段中還不能識別尾旋的形態(tài)。穩(wěn)態(tài)尾旋是能夠識別尾旋形態(tài)的階段。如果運動軌跡已變成垂直的并且各圈之間的尾旋特性已不再有值得注意的明顯變化時，就達到了完全發(fā)展的尾旋階段。但不是所有飛機的尾旋都能發(fā)展成為這種穩(wěn)態(tài)尾旋。

3失速/尾旋訓(xùn)練意義及對人的影響

3.1訓(xùn)練意義

3.1.1失速訓(xùn)練意義

失速訓(xùn)練的意義是為了讓飛行員認識失速現(xiàn)象并能快速改出，確保損失高度和性能最少。通過體驗失速的全過程以達到一旦發(fā)現(xiàn)失速能立即改出。飛機發(fā)生失速時有幾種基本動態(tài)特征，只要發(fā)現(xiàn)任意一種動態(tài)特征，應(yīng)立即執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)失速改出程序。

飛機發(fā)生失速時一般有以下幾種基本動態(tài)特征：

-飛機強烈的抖動、搖晃

-飛機桿舵抖動、操縱變輕

-飛機出現(xiàn)非操縱性的轉(zhuǎn)動

-飛機速度迅速減小

3.1.2尾旋訓(xùn)練意義

尾旋訓(xùn)練的意義是為了讓飛行員識別飛機進入失控飛行時的狀態(tài)和感覺。通過有意進入此狀態(tài)來練習(xí)改出程序，培養(yǎng)改出失控飛行的能力和信心，鍛煉復(fù)雜狀態(tài)下保持態(tài)勢感知和有效操作的能力，避免飛行中進入失控飛行狀態(tài)。歸納起來，尾旋訓(xùn)練主要意義有：

• 熟悉飛機臨界/超臨界狀態(tài)操縱特性
• 培養(yǎng)年輕飛行員的高機動耐力
• 培養(yǎng)年輕飛行員的抗過載交變能力
• 培養(yǎng)年輕飛行員的空間定向技能
• 建立年輕飛行員的左邊界飛行自信心

4總結(jié)與思考

為了充分發(fā)揮飛機的邊界性能，提升飛行學(xué)員控制飛機狀態(tài)的能力，訓(xùn)練部門需盡早組織開展失速/尾旋訓(xùn)練，加大訓(xùn)練力度。這就要求從初級訓(xùn)練階段開始，組織開展低速螺旋槳飛機的失速/尾旋訓(xùn)練，可使飛行學(xué)員在初級訓(xùn)練階段就開始接觸并逐步掌握大迎角飛行技術(shù)，建立左邊界飛行自信心，鍛煉復(fù)雜狀態(tài)下保持態(tài)勢感知和空間定向能力。

參考文獻

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作者簡介：

涂良輝（1981年09月），男，江西南昌人，博士，研究員，研究生導(dǎo)師，研究方向為飛行器設(shè)計。