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2008年04月08日

失速、発生のメカニズム

意外な関係でした。
複雑な構造を経て出来ているなんて、奇跡ですね。

発生のメカニズム
通常、翼の周りの気流は粘性(ねばりけ、つまり、隣あった流体が同じ様に動く性質)によって翼に沿って流れており、翼はこの、気流を曲げた反作用で揚力を得ている。しかし迎角が大きくなると共にこの気流の湾曲も大きくなっていき、慣性力(一様流と同じ方向に流れようとする力)が粘性力を上回ると、気流は曲がりきれずに翼から離れた流れになってしまう。これを剥離という。剥離によって翼に沿った流れが減少すると、揚力も減少し、失速となる。

さらに、剥離は以下の3つに分けることができる。

層流剥離
流れの層流境界層が剥離すること。層流境界層は乱流境界層に比べて隣接した要素の影響を受けづらい(後述)ために、乱流境界層よりも先に剥離する。
乱流剥離
流れの乱流境界層が剥離すること。乱流状態では流体分子が盛んに衝突を繰り返しているために隣接した要素同士が大きく影響しあい、見かけの粘性が大きくなっている。このため、乱流剥離は層流剥離よりも遅い。この性質に注目し、意図的に乱流を作り出すための突起、ヴォルテックスジェネレータが翼に設けられることもある。
全面剥離 - 失速
失速が発生する過程において、翼表面からの空気流の剥離と再付着が交互に起こるバフェットと呼ばれる現象が発生する。これを超えて迎角がさらに過大になるか、対気速度が大きくなると翼表面から気流が完全に剥離し、失速となる。この状態から回復するには、機首を下げる、速度を上げるなどして、翼の迎角を失速角よりかなり小さくしなければならない(通常失速角まで戻しても失速からは回復しない)。
ちなみに翼型やレイノルズ数によるが失速後迎角をさらに大きくしていくと揚力係数は再び最大揚力係数並みまで増加することが多い。しかしこのときの抗力係数は非常に大きく揚抗比は悪い。


引用『ウィキペディア(Wikipedia)』
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