Звалювання

Звалювання в авіації та аеродинаміці — різке падіння підйомної сили в результаті порушення нормальних умов обтікання крила повітряним потоком (зриву потоку з крила).

Зрив повітряного потоку від крила на великому куті атаки, характерний ситуації при звалюванні

В умовах нормального обтікання крила потоком повітря створюється достатня підйомна сила й літальний апарат поводиться стійко. При порушенні нормального обтікання крила підйомна сила різко падає та літальний апарат «звалюється з потоку» — мимоволі міняє кут тангажу і крену (опускає/піднімає ніс, нахиляється вбік). Звалювання з великою вірогідністю може перейти у штопор. До звалювання призводить перевищення максимально допустимих кутів атаки, що може відбутися в результаті падіння швидкості літального апарату, різкого повороту, зміни густини й напрямку потоку повітря тощо.

Ефект звалювання використовується при виконанні фігур пілотажу на спортивних і військових літаках. У цивільній авіації звалювання відносять до аварійних ситуацій і вживають заходів до його уникнення (особлива конструкція крила, сигналізація АКАСП, попереджувальне трясіння штурвалу тощо). Птахи в польоті здатні запобігати звалюванню за допомогою, зокрема, використання придаткового крила.

У непрофесійному середовищі звалювання відоме як «повітряна яма».

Формальне визначення

Звалювання в аеродинаміці і авіації виникає коли кут атаки збільшуючись переходить через деяку точку в якій починає зменшуватись підйомна сила. Кут при якому це починається відбуватися називається критичним кутом атаки. Критичний кут залежить від форми профілю крила, його конфігурації, відносного подовження, і інших факторів, але як правило знаходиться в межах від 8 до 20 градусів відносно набігаючого повітря для більшості дозвукових аеродинамічних поверхонь.

Зрив потоку крила починає відбуватися на малих кутах атаки, хоча обтічний потік довкола крила є домінуючим. З тим як кут атаки збільшується, зони зриви потоку на верхній частині крила збільшуються за розміром і заважають утворенню підйомної сили. На критичному куті атаки, зрив потоку починає домінувати тому подальше збільшення цього кута призведе до зменшення підйомної сили і набагато більше стане опору.

Літак під час звалювання може мати відчутну бовтанку або зміни в положенні літака. Більшість літаків розроблені так, що мають плавний перехід до звалювання, із такими характеристиками які заздалегідь дадуть час пілоту на реакцію. Наприклад, літак який не входить в бовтанку перед звалюванням може мати систему із звуковою сигналізацією або вібросигналізатор штурвалу, який встановлено для симуляції відчуття бовтанки.

Будь-яка зміна курсу літака в момент, коли він близький до режиму звалювання, може призвести до автообертання, яке ще іноді називається 'штопор'. Оскільки потік більше не тече над крилами плавно під час звалювання, керування креном за допомогою елеронів стає менш ефективним, що в свою чергу підвищує тенденцію утворення небажаного нишпорення елеронами. Це призводить до того, що на одному з крил створюється більша підйомна сила ніж на іншому і є велика ймовірність того, що літак ввійде в штопор.

Швидкість

Звалювання залежить лише від кута атаки, не від повітряної швидкості. Однак, чим повільніше летить літак, тим більший кут атаки потрібен для створення підйомної сили, що відповідає вазі літака. Якщо швидкість зменшиться більше, в деякій точці цей кут дорівнюватиме критичному куту атаки. Ця швидкість називається «швидкістю звалювання». Літак, який летить на своїй швидкості звалювання не може піднятися, а літак який летить нижче швидкості звалювання не може вийти із режиму зниження висоти. Будь-яка спроба зробити це шляхом збільшення кута атаки, без додавання швидкості перед тим, призведе до звалювання.

Фактична швидкість звалювання буде варіюватися в залежності від ваги літака, висоти, конфігурації і вертикального та бічного прискорення.

Ланка

• Опис явища звалювання на airhorse.narod.ru [ 19 липня 2009 у Wayback Machine.] (рос.)

Примітки

1. . Federal Aviation Administration. Архів оригіналу за 4 вересня 2013. Процитовано 8 жовтня 2016.