失速（流体力学）

流体力学において、失速とは、迎え角が臨界値を超えたときに翼によって生成される揚力係数が減少することである。^[1]臨界迎え角は通常約15°であるが、流体、翼（形状、サイズ、仕上げを含む）、レイノルズ数によって大幅に変化する可能性がある。

固定翼航空機の失速は、揚力の突然の減少として経験されることが多い。これは、パイロットが翼の迎え角を増やすか、臨界迎え角の減少によって引き起こされる可能性がある。後者は、減速（失速速度未満）または翼への氷の付着（特に氷が粗い場合）が原因である可能性がある。失速は、エンジンが機能しなくなった、または航空機が移動を停止したことを意味するものではなく、無動力の グライダー航空機でも同じ効果があります。航空機の方向推力は、失速した翼で高度を維持したり、制御された飛行を維持するために使用され、失われた翼の揚力をエンジンまたはプロペラの 推力で補うことにより、失速後の技術が生まれました。^{[2] [3]}

失速は航空に関連して最もよく議論されるため、この記事では主に航空機、特に固定翼航空機に関連する失速について説明します。ここで説明する失速の原理は、他の流体の翼にも当てはまります。

失速とは、航空力学と航空学において、航空機の迎え角が一定値を超えると揚力が減少し始める状態をいいます。この状態が発生する角度を臨界迎え角といいます。迎え角が臨界値を超えると揚力が減少して航空機が下降し、迎え角がさらに増加し​​て揚力の損失がさらに大きくなります。臨界迎え角は、翼の断面またはプロファイル、平面形、アスペクト比、およびその他の要因に依存しますが、ほとんどの亜音速翼の場合、通常は入ってくる風（相対風）に対して 8 度から 20 度の範囲です。臨界迎え角とは、揚力係数対迎え角（Cl~alpha）曲線上の迎え角で、揚力係数が最大になる角度です。^[4]

失速は流れの剥離によって引き起こされ、流れの剥離は圧力の上昇に逆らって流れる空気によって引き起こされます。Whitford ^{[5] は}、それぞれ独特の Cl~alpha 特徴を持つ、後縁失速、前縁失速、薄翼の 3 種類の失速について説明しています。後縁失速では、翼の後縁近くの小さな迎え角で剥離が始まりますが、翼上の流れの残りの部分は翼に付着したままです。迎え角が増加すると、流れの剥離が前方に移動するにつれて翼上部の剥離領域のサイズが増加し、これにより翼の揚力生成能力が妨げられます。これは、揚力が最大値に近づくにつれて Cl~alpha 曲線上の揚力勾配が減少することによって示されます。剥離した流れは通常、バフェッティングを引き起こします。^[6]臨界迎え角を超えると、剥離した流れが非常に支配的になるため、迎え角がさらに増加すると揚力がピーク値から低下します。

ピストンエンジンと初期のジェット輸送機は失速挙動が非常に良好で、失速前のバフェット警告があり、これを無視しても機首が真っ直ぐ下がり、自然に回復した。ターボプロップエンジンの導入に伴う主翼の開発により、容認できない失速挙動がもたらされた。高揚力翼の最先端の開発、および次世代ジェット輸送機でのエンジン後部搭載と水平尾翼の高位置化の導入も、容認できない失速挙動をもたらした。潜在的に危険な事象である失速速度に不注意で達する確率は、1965年には10万飛行に1回程度と計算されており^[7]、スティックシェイカーなどの警告装置やスティックプッシャーなどの適切な機首下げピッチを自動的に提供する装置の開発コストを正当化するのに十分な頻度であった^{[8] 。}

翼の平均迎え角が失速を超えると、失速した翼の自動回転であるスピンが発生することがあります。スピンは、バランスの取れた飛行からロール、ヨー、ピッチが外れることで発生します。たとえば、ロールは失速していない翼では自然に減衰しますが、失速した翼では減衰モーメントが推進モーメントに置き換えられます。^{[9] [10]}

グラフは、臨界迎え角 (20 世紀初頭の航空業界では「バーブル ポイント」と呼ばれていた) に達したときに、最大の揚力が発生することを示しています。この角度はこの場合 17.5 度ですが、翼型によって異なります。特に、空気力学的に厚い翼型 (厚さ対翼弦比が約 10%) の場合、臨界角は同じキャンバーの薄い翼型よりも高くなります。対称翼型の臨界角は低くなります (ただし、逆さま飛行でも効率的に機能します)。グラフは、迎え角が臨界角を超えると、翼型によって発生する揚力が減少することを示しています。

この種のグラフの情報は、風洞内で翼型のモデルを使用して収集されます。航空機のモデルは通常、実物大の機械ではなく使用されるため、自由飛行時と同じレイノルズ数領域 (またはスケール速度) でデータが取得されるように特別な注意が必要です。高迎え角での上翼表面からの流れの剥離は、低レイノルズ数の場合と実際の航空機の高レイノルズ数の場合ではまったく異なります。特に高レイノルズ数では、流れの剥離の原因となる粘性力よりも慣性力が優勢になり、最終的に空力失速につながるため、流れはより長く翼に付着したままになる傾向があります。このため、より低速で、実物のより小さなスケールのモデルで実行された風洞の結果は、空力失速迎え角を過大評価する傾向があります。^[11]高圧風洞は、この問題の解決策の 1 つです。

一般的に、臨界角を超える迎え角での航空機の安定した運航は不可能である。臨界角を超えると、翼からの揚力の損失により航空機の機首が下がり、迎え角が再び減少するからである。この機首の低下は、制御入力とは無関係に、パイロットが実際に航空機を失速させたことを示している。^{[12] [13]}

このグラフは失速角を示していますが、実際にはほとんどのパイロット操作ハンドブック (POH) または一般的な飛行マニュアルでは、失速を対気速度で説明しています。これは、すべての航空機に対気速度計が装備されている一方で、迎え角計を備えている航空機が少ないためです。航空機の失速速度は、重量とフラップ位置の範囲で製造元によって公開されています (飛行試験による認定に必要) が、失速迎え角は公開されていません。

速度が低下すると、臨界角に達するまで揚力を一定に保つために迎え角を増やす必要があります。この角度に達したときの対気速度が、その特定の構成における航空機の失速速度 (1g、非加速) です。フラップ/スラットを展開すると失速速度が下がり、航空機はより低速で離着陸できるようになります。

固定翼航空機は、どのようなピッチ姿勢やバンク角、またはどのような対気速度でも失速させることができますが、意図的な失速は、安全な高度で非加速失速速度まで速度を落とすことによって一般的に行われます。非加速 (1g) 失速速度は固定翼航空機によって異なり、対気速度計に色分けされて表示されます。飛行機がこの速度で飛行する場合、高度の低下や対気速度の増加 (上記の失速角に相当) を防ぐために、迎え角を大きくする必要があります。パイロットは、フライト コントロールの応答性が低下したことに気付くでしょう。また、翼から剥離した乱気流が航空機の尾部に当たることで生じるバフェッティングにも気付くでしょう。

ほとんどの軽飛行機では、失速に達すると、飛行機は下降し始め（翼が飛行機の重量を支えるのに十分な揚力を生成しなくなるため）、機首が下がります。失速から回復するには、飛行機の機首を下げて迎え角を減らし、翼上の滑らかな気流が回復するまで対気速度を上げます。回復が完了すると、通常の飛行を再開できます。^[14]この操作は通常は非常に安全で、正しく処理されれば、高度の低下はわずかです（20〜30メートル/66〜98フィート）。パイロットが飛行機の失速を認識し、回避し、回復できるように、この操作が指導され、練習されます。^[15]米国では、パイロットは資格認定のために失速中および失速後に飛行機を制御する能力を実証する必要があり、^[16]これは、パイロットが不慣れな飛行機タイプの操作方法を知る際に日常的に行う操作です。失速の唯一の危険な側面は、回復するための高度が不足していることです。

非対称失速の特殊な形態で、航空機がヨー軸の周りでも回転する状態をスピンと呼びます。スピンは、航空機が失速し、非対称のヨーモーメントが加わった場合に発生することがあります。^[17]このヨーモーメントは、空力的なもの（横滑り角、方向舵、エルロンからの逆ヨー）、推力関連（p係数、多発非中心線推力航空機で片方のエンジンが作動していない）、または激しい乱気流などの可能性の低い原因によるものがあります。最終的な影響は、片方の翼がもう片方の翼よりも先に失速し、航空機が回転しながら急速に降下することであり、一部の航空機は、正しいパイロット制御入力（ヨーを停止する必要がある）と荷重なしではこの状態から回復できません。^{[18]失速スピンからの回復が困難（または不可能）な問題に対する新しい解決策は、}弾道パラシュート回復システムによって提供されます。

最も一般的な失速スピンのシナリオは、離陸時（デパーチャー・ストール）と着陸時（ベースターンから最終ターンまで）に、これらの操作中の対気速度が不十分なために発生します。また、低速で低出力設定から高出力設定に移行した結果生じるトリム外の状況にパイロットが適切に対応しない場合、ゴーアラウンド操作中にも失速が発生します。^{[19]翼表面が}氷や霜で汚れて表面が荒れ、氷の蓄積により機体が重くなると、 失速速度が増加します。

失速は低速時だけでなく、翼が臨界迎え角を超えたあらゆる速度で発生します。1G で操縦桿を後ろに引いて迎え角を増やそうとすると、通常は航空機が上昇します。しかし、航空機は急旋回や急降下からの脱出など、より高い g 力を経験することがよくあります。これらの場合、翼は既により高い迎え角で動作しており、必要な力 (揚力から得られる) を生み出して目的の方向に加速します。操縦桿を後ろに引いて g 負荷をさらに増やすと、航空機が高速で飛行している場合でも失速角を超える可能性があります。^[20]これらの「高速失速」は、1G 失速と同じバフェッティング特性を生み出し、ヨーイングも発生するとスピンを引き起こす可能性があります。

航空機の種類によって失速特性は異なりますが、その特性はそれぞれの耐空証明当局の要件を満たす程度であれば十分です。たとえば、ショート ベルファスト大型貨物機は、英国空軍が許容できる程度の機首下がりがありました。この航空機が民間運航者に販売される際には、民間の要件を満たすためにスティック プッシャーを装備する必要がありました。^[21]一部の航空機は、要求される性能をはるかに超える非常に良好な挙動を自然に備えている場合があります。たとえば、第 1 世代のジェット輸送機は、失速時に完璧な機首下がりを示すと言われています。^[22]片方の翼の揚力損失は、失速回復時を含め、ロールが約 20 度を超えない限り、または旋回飛行中にロールが 90 度バンクを超えない限り、許容されます。^[23]失速前警報に続いて機首下がりと限定的な翼下がりが自然に存在しない場合、または耐空証明当局によって許容できないほど限界的であると判断された場合は、機体の改造やスティック シェイカーやプッシャーなどの装置によって失速挙動を十分に改善する必要があります。これらについては「警告および安全装置」に記載されています。

失速は迎え角のみに依存し、対気速度には依存しません。^[24]しかし、航空機の飛行速度が遅いほど、航空機の重量に等しい揚力を生み出すために必要な迎え角が大きくなります。^{[25]速度がさらに低下すると、ある時点でこの角度は}臨界（失速）迎え角に等しくなります。この速度は「失速速度」と呼ばれます。失速速度で飛行している航空機は上昇できず、失速速度以下で飛行している航空機は下降を止めることができません。対気速度を上げずに迎え角を増やすことで上昇を止めようとすると、失速に陥ります。

実際の失速速度は、飛行機の重量、高度、構成、垂直加速度と横加速度によって異なります。プロペラのスリップストリームは、翼上の流れにエネルギーを与えることで失速速度を低下させます。^{[26] : 61}

速度の定義はさまざまであり、次のようなものがあります。

• V _S : 失速速度: 飛行機が失速を定義すると認められる特性を示す速度。^{[26] : 8}
• V _S0 : 着陸態勢における失速速度または最小定常飛行速度。^[27]着陸フラップを最大限まで展開した状態でのゼロ推力失速速度。^{[26] : 8}
• V _S1 : 指定された構成で得られる失速速度または最小定常飛行速度。^[27]指定されたフラップ設定でのゼロ推力失速速度。^{[26] : 8}

飛行試験用の対気速度計には、次のような表示がある。白い円弧の下部は最大重量時のV _{S0を示し、緑の円弧の下部は最大重量時のV S1}を示す。航空機のV _S速度は設計によって計算されるが、V _S0とV _S1の速度は飛行試験によって経験的に実証されなければならない。^[28]

上記のV _S値で指定される通常の失速速度は、常に直線水平飛行を指し、荷重係数は1gに等しい。しかし、航空機が旋回したり急降下から上昇したりする場合は、垂直または横方向の加速を提供するために追加の揚力が必要になるため、失速速度は高くなります。加速失速は、このような状況で発生する失速です。^[29]

バンク旋回では、必要な揚力は航空機の重量に旋回に必要な求心力を加えるための追加の揚力を加えたものに等しい： ^{[30] [31]}

${\displaystyle L=nW}$

どこ：

${\displaystyle L}$= リフト

${\displaystyle n}$= 荷重係数（ターンごとに1より大きい）

${\displaystyle W}$= 航空機の重量

追加の揚力を得るためには、揚力係数、つまり迎え角を、同じ速度で水平直線飛行する場合よりも高くする必要があります。したがって、失速は常に同じ臨界迎え角で発生するため、^[32]荷重係数を増加させる（たとえば、旋回を急にする）と、臨界角はより高い対気速度で達成されます。^{[30] [33] [34] [35]}

${\displaystyle V_{\text{st}}=V_{\text{s}}{\sqrt {n}}}$

どこ：

${\displaystyle V_{\text{st}}}$= 失速速度

${\displaystyle V_{\text{s}}}$= 直線水平飛行における航空機の失速速度

${\displaystyle n}$= 負荷係数

次の表は、バンク角と荷重係数の平方根の関係の例を示しています。これは、との間の三角関数の関係 (セカント)から導き出されます。 ${\displaystyle L}$${\displaystyle W}$

たとえば、バンク角 45° の旋回では、 V _{st はV s}よりも 19% 高くなります。

連邦航空局（FAA）の用語によれば、上記の例はいわゆる旋回失速を示しているが、加速という用語は加速旋回失速、つまり、一定の割合で対気速度が低下する旋回失速のみを示すために使用されている。^[36]

強力なプロペラ機はエンジントルクに反応してロールする傾向があるため、加速失速の危険が生じる。三菱MU-2などの航空機が失速速度近くを飛行しているとき、突然全出力をかけるとロールする可能性があり、パイロットが意図的に旋回を開始していなくても、旋回飛行中に加速失速を引き起こすのと同じ空力条件が生じる。このような航空機のパイロットは、低高度および低対気速度での急激な出力増加を避けるように訓練されている。これらの条件下での加速失速は、安全に回復するのが非常に難しいためである。^[37]

低高度旋回飛行中の失速を伴う航空事故の注目すべき例としては、1994 年のフェアチャイルド空軍基地の B-52 墜落事故が挙げられる。

動的失速は、翼が迎え角を急激に変化させたときに発生する非線形の不安定な空力効果です。急激な変化により、翼の前縁から強い渦が発生し、翼の上を後方に移動します。 ^{[38] [39]}高速気流を含む渦は、翼によって生成される揚力を一時的に増加させます。しかし、後縁の後ろを通過するとすぐに揚力は劇的に減少し、翼は通常の失速状態になります。^[40]

ダイナミック ストールはヘリコプターや羽ばたき翼に最も関連した現象ですが、風力タービンでも発生し、^[41]突風によっても発生します。前進飛行中、ヘリコプターのブレードの一部の領域では、（ブレードの移動方向と比較して）逆流が発生し、迎え角が急速に変化します。マルハナバチなどの昆虫の振動（羽ばたき）翼は、飛行速度に比べて振動が速く、翼の角度が気流の方向に比べて急速に変化する場合は、揚力生成をダイナミック ストールにほぼ完全に依存している可能性があります。^[40]

失速遅延は、高迎え角と三次元流にさらされる翼型で発生する可能性がある。翼の迎え角が急速に増加すると、流れは翼に付着したままになり、定常状態で達成できる迎え角よりも大幅に高い迎え角になる。その結果、失速は一時的に遅れ、定常状態の最大値よりも大幅に高い揚力係数が達成される。この効果はプロペラで最初に確認された。^[42]

ディープストール(またはスーパー ストール) は、特定の航空機設計、特にT 字型テール構成と後部エンジン搭載のジェット機に影響を及ぼす危険な失速の一種です。 ^[43]これらの設計では、失速した主翼の乱気流、ナセル パイロンの後流、および胴体からの後流^{[44] が}水平安定板を「覆い」、昇降舵を無効にし、航空機が失速から回復するのを妨げます。ナセルが後部に搭載された航空機では、推力が低下することもあります。^[45] T 字型テールのプロペラ機は、プロペラの吹き流しによって翼根の上の気流が増加するため、一般的にディープ ストールに耐性がありますが、 ^[46] A400Mで行われたように、飛行試験中に予防措置として垂直尾翼ブースターが取り付けられることがあります。^[47]

トラブショー^[48]は、ディープストールを、翼とナセルの後流によってピッチ制御の有効性が低下するような迎え角に達することと広義に定義しています。また、彼はディープストールを回復が不可能なロックイン状態に関連付ける定義も提供しています。これは、特定の航空機構成に対して、ピッチングモーメントがない、つまりトリムポイントの単一の値です。 ${\textstyle \alpha }$${\textstyle \alpha }$

上で定義したディープストールの範囲とロックイントリムポイントの両方の典型的な値は、シャウフェレによってダグラスDC-9シリーズ10について示されています。 ^[49]これらの値は、初期設計の風洞試験から得られたものです。最終設計にはロックイントリムポイントがなかったため、認証規則を満たすために必要なディープストール領域からの回復が可能でした。「gブレーク」（垂直荷重係数[ ^47]の突然の減少）で始まる通常の失速はで、ディープストールは約30°で始まり、ロックインされた回復不可能なトリムポイントは47°でした。 ${\textstyle \alpha =18^{\circ }}$

ディープストールロックイン状態の非常に高い高度は、通常の失速をはるかに超えて発生しますが、通常の失速を超えると航空機が不安定になり、それを止めるために即時の措置が必要になるため、非常に急速に到達する可能性があります。揚力の損失により高い降下率が発生し、これが通常の失速時の低い前進速度と相まって、航空機がほとんどまたはまったく回転しない状態で高度が高くなります。 ^[50] BAC 1-11 G-ASHGは、ディープストールロックイン状態を防止するようにタイプが改造される前の失速飛行テスト中に、毎分10,000フィート（50 m/s）を超える速度で降下し、最初の衝突後わずか70フィート（20 m）前方に移動しただけでフラット姿勢で地面に衝突しました。^[50]翼の後流が尾部を覆う様子を示すスケッチは、ディープストールには高い機体角度が必要であることを示唆しているとは誤解を招く可能性があります。TaylorとRay ^[51]は、ディープストールでの航空機の姿勢が通常の失速時よりもさらにフラットで、非常に高い負の飛行経路角度であることを示しています。 ${\textstyle \alpha }$${\textstyle \alpha }$

ディープ ストールに似た現象は、この用語が作られる前から、いくつかの航空機設計で発生することが知られていました。プロトタイプのグロスター ジャベリン(シリアル WD808 ) は、1953 年 6 月 11 日の墜落で「ロックイン」失速により失われました。^[52]しかし、ウォータートン^[53]は、トリム尾翼は回復のための間違った方法であることが判明したと述べています。低速操縦テストは、新しい翼を評価するために行われていました。^[53] ハンドレ ページ ビクター XL159 は、1962 年 3 月 23 日に「安定した失速」により失われました。 ^[54]この機は、失速進入、着陸構成、重心後部のテストで、固定ドループ前縁をクリアしていました。ブレーキ パラシュートは、後方の乗員の脱出を妨げる可能性があるため、展開されていませんでした。^[55]

「ディープ ストール」という名前が広く使われるようになったのは、1963 年 10 月 22 日のBAC 1-11 G-ASHGプロトタイプの墜落事故で乗員が死亡した後のことである。 ^[56]この事故をきっかけに、機体には変更が加えられ、パイロットに失速の兆候を明確に警告するスティック シェイカー(下記参照) の設置も行われた。スティック シェイカーは現在、民間航空機の標準装備となっている。しかし、この問題は引き続き事故を引き起こしており、1966 年 6 月 3 日にはホーカー シドレー トライデント(G-ARPY)がディープ ストールで失われた。^{[57]ディープ ストールは、1972 年 6 月 18 日の別のトライデント (}英国欧州航空 548 便G-ARPI ) 墜落事故 (「ステインズ事故」として知られる)の原因と疑われており、乗員は状況に気付かず、失速回復システムを無効にしていた。^{[58] 1980年4月3日、}カナディア・チャレンジャービジネスジェットの試作機が、高度17,000フィートからディープストールに陥り、両方のエンジンがフレームアウトした後、墜落した。スピン防止パラシュートを展開してディープストールから回復したが、パラシュートを切り離すこともエンジンを再点火することもできず、墜落した。テストパイロットの1人は機体から脱出することができず、死亡した。^[59] 1993年7月26日、カナディアCRJ-100がディープストールのため飛行試験中に行方不明になった。^[60]ボーイング727が飛行試験中にディープストールに陥ったが、パイロットは機体を徐々に大きく揺らして最終的に機首が落ち、通常の操縦応答を取り戻したと報告されている。 ^{[61] 2005年の}ウエスト・カリビアン航空708便の墜落もディープストールが原因とされた。

ディープストールは、機体が十分に速く降下している場合、一見通常のピッチ姿勢でも発生する可能性がある。^{[62]気流は下から来ているため、迎え角が増加する。}エールフランス447便の墜落原因に関する初期の推測では、機体がほぼ水平姿勢（15°）で迎え角35°以上で降下したため、回復不可能なディープストールが原因ではないかとされていた。しかし、機体に実際に何が起こっているのか混乱する中、パイロットは機首を上げたまま失速滑空状態を維持した。^[63]

カナード翼型の航空機も、ディープストールに陥る危険性がある。2機のベロシティ機はディープストールに陥り墜落した。^[64]テストの結果、外側の翼に前縁カフを追加することで、機体がディープストールに陥るのを防ぐことができることが判明した。別のカナード翼型航空機であるパイパー・アドバンスト・テクノロジーズ PAT-1、N15PTも、ディープストールが原因とされる事故で墜落した。^[65] NASAラングレー研究センターで行われた風洞試験では、この設計はディープストールに脆弱であることが判明した。^[66]

1980年代初頭、シュバイツァーSGS 1-36グライダーがNASAの制御されたディープストール飛行プログラムのために改造されました。 ^[67]

翼の後退角とテーパーにより、翼の付け根よりも先に翼端で失速が発生します。胴体に沿った後退翼の位置は、航空機の重心（CG）よりかなり前方にある翼の付け根からの揚力が、CGよりかなり後方にある翼端でバランスをとらなければならないような位置でなければなりません。 ^[68]先端が先に失速すると、航空機のバランスが崩れ、危険な機首のピッチアップが発生します。後退翼には、時期尚早な先端失速によるピッチアップを防ぐ機能を組み込む必要があります。

後退翼は、内側の翼よりも外側の翼板の揚力係数が高いため、外側の翼板が最初に最大揚力に達し、最初に失速します。これは、後退翼/テーパー翼に関連するダウンウォッシュパターンによって発生します。^[69]翼端失速を遅らせるために、外側の翼にウォッシュアウトを与えて迎え角を減らします。また、適切な前縁と翼型断面を使用して翼根を変更し、翼端が翼端より先に失速するようにすることもできます。ただし、失速入射角を超えると、内側で最初に分離が起こっているにもかかわらず、翼端が内側の翼より先に完全に失速する可能性があります。これにより、失速後にピッチアップが発生し、スーパー失速特性を持つ航空機でスーパー失速に入ります。^[70]境界層の翼幅方向の流れも後退翼に存在し、翼端失速を引き起こします。外側に流れる境界層の空気の量は、フェンス、ノッチ、鋸歯、または前縁の後ろにある一連の渦発生器などの前縁装置で渦を発生させることで減らすことができます。^[71]

固定翼航空機には、失速を防止または延期したり、失速の程度を軽減（場合によっては軽減）したり、回復を容易にしたりするための装置を装備することができます。

• 翼端近くの前縁が下向きにねじれると、翼に空気力学的ねじれが生じることがあります。これはウォッシュアウトと呼ばれ、翼端よりも先に翼根が失速します。これにより、失速は緩やかで進行します。エルロンがある翼端で失速が遅れるため、失速が始まってもロール制御は維持されます。
• 失速ストリップは、翼の前縁に取り付けると、翼の他の場所よりもその場所で失速が始まるようにする、小さな鋭利な装置です。翼の付け根近くに取り付けると、失速は緩やかで徐々に進行します。翼端近くに取り付けると、失速時に航空機の翼が下がるように促します。
• ストールフェンスは翼弦方向の平板で、翼に沿って外側に広がる剥離流を阻止するものである^[72]
• 渦流発生器は、翼の前縁付近の上部に取り付けられた金属またはプラスチックの小さなストリップで、境界層を越えて自由流に突き出ています。名前が示すように、渦流発生器は自由流の気流と境界層の流れを混合して境界層にエネルギーを与え、渦を発生させ、境界層の運動量を増加させます。境界層の運動量が増加することで、気流の剥離とそれに伴う失速が遅れる可能性があります。
• 失速防止ストレーキは、翼上面に渦を発生させて失速を遅らせる前縁延長部です。
• スティックプッシャーは、パイロットが航空機を失速させないようにするための機械装置です。失速に近づくと、昇降舵のコントロールを前方に押し、迎え角を減らします。一般的に、スティックプッシャーは失速識別装置または失速識別システムとして知られています。^[73]
• スティックシェイカーは、失速の開始を警告するためにパイロットの操縦装置を振動させる機械装置です。
• 失速警報は、失速速度に近づくと警告音を発する電子式または機械式の装置です。ほとんどの航空機には、失速の危険をパイロットに警告する何らかの形の装置が搭載されています。最も単純な装置は失速警報ホーンです。これは圧力 センサーまたは可動式の金属タブで構成されており、スイッチを作動させて警告音を発します。
• 軽飛行機の迎え角表示器「AlphaSystemsAOA」と、ほぼ同一の「揚力予備表示器」は、どちらも圧力差計器で、失速余裕度や迎え角を瞬時に連続的に表示します。General Technics CYA-100 は、磁気結合ベーンを介して真の迎え角を表示します。AOA 表示器は、航空機に作用する多くの変数に関係なく、低速エンベロープ全体にわたって利用可能な揚力の量を視覚的に表示します。この表示器は、速度、迎え角、風の状態の変化に即座に反応し、航空機の重量、高度、温度を自動的に補正します。
• 迎え角リミッターまたは「アルファ リミッター」は、パイロットの入力によって飛行機が失速角を超えて上昇するのを自動的に防ぐフライト コンピューターです。一部のアルファ リミッターはパイロットによって無効にできます。

失速警告システムには、専用の迎え角センサーを含む、さまざまなセンサーやシステムからの入力が含まれることがよくあります。

失速および迎え角（AOA）プローブの詰まり、損傷、または作動不能は、失速警報の信頼性を低下させ、スティックプッシャー、速度超過警報、自動操縦装置、およびヨーダンパーの誤動作を引き起こす可能性があります。^[74]

ピッチ制御に尾翼ではなく前部カナードを使用する場合、カナードは主翼よりもわずかに大きな迎え角で気流に出会うように設計される。したがって、航空機のピッチが異常に増加すると、通常、カナードが最初に失速し、機首が下がり、主翼が臨界AOAに到達できなくなります。このように、主翼失速のリスクは大幅に減少します。ただし、主翼が失速すると、カナードがより深く失速し、迎え角が急速に増加するため、回復が困難になります。^[75]

後方尾翼を使用する場合、翼は尾翼の前で失速するように設計されています。この場合、翼はより高い揚力係数（失速に近い）で飛行し、全体的な揚力を大きくすることができます。

ほとんどの軍用戦闘機には、パイロットの計器の中に迎え角表示器があり、これによりパイロットは航空機が失速点にどれだけ近づいているかを正確に知ることができます。現代の旅客機の計器も迎え角を測定できますが、この情報はパイロットのディスプレイに直接表示されず、代わりに失速警告表示器を駆動するか、飛行コンピュータにパフォーマンス情報を提供します (フライバイワイヤ システムの場合)。

翼が失速すると、エルロンの有効性が低下し、飛行機の制御が困難になり、スピンのリスクが高まります。失速後、失速角（揚力係数が最大になる角度）を超えて安定して飛行するには、揚力を補うエンジン推力と、エルロンの有効性の低下を補う代替制御が必要です。90〜120°での短期失速（例：プガチェフのコブラ）が航空ショーで実行されることがあります。^[76]これまでに実証された持続飛行における最高の迎え角は、ドライデン飛行研究センターのX-31で70°でした。^{[77]失速後の持続飛行は、}スーパーマニューバビリティ の一種です。

飛行訓練、飛行機のテスト、曲技飛行を除いて、失速は通常望ましくない事象である。しかし、スポイラー（リフトダンパーと呼ばれることもある）は、航空機の翼の一部に注意深く制御された流れの分離を作成するために意図的に展開される装置であり、発生する揚力を減らし、抗力を増加させ、航空機が速度を上げることなくより急速に降下することを可能にする。^[78]スポイラーは、ロール制御を強化するために非対称（片方の翼のみ）に展開されることもある。スポイラーは、離陸中止時や着陸時に主輪が接触した後に、車輪にかかる航空機の重量を増やしてブレーキ作用を高めるためにも使用される。

推力を増減することで降下を制御できる動力飛行機とは異なり、グライダーは降下率を上げるために抗力を増加させる必要があります。高性能グライダーでは、スポイラーの展開は着陸へのアプローチを制御するために広く使用されています。

スポイラーは、スポイラーが取り付けられている翼の揚力を減らすため、「揚力低減装置」とも考えられます。たとえば、意図しない左方向のロールは、右翼スポイラー (または大型の航空機の翼にあるスポイラーの一部) を上げることで反転できます。これには、下降する翼の揚力を増やす必要性 (翼が失速する可能性を高める) を回避するという利点があります。

ドイツの飛行士オットー・リリエンタールは1896年に飛行中に失速により死亡した。ウィルバー・ライトは1901年に2機目のグライダーを飛行中に初めて失速に遭遇した。リリエンタールの事故とウィルバーの体験を認識したライト兄弟は、飛行機を「カナード」構成で設計するようになった。これにより失速からの回復がより容易かつ穏やかになったと言われている。この設計により兄弟の命が何度も救われたと言われている。^[79]ただし、カナード構成は慎重に設計しないと、実際には失速から回復できなくなる可能性がある。^[80]

航空技術者のフアン・デ・ラ・シエルバは、失速せず、したがって飛行機よりも安全な回転翼航空機を開発する「オートジャイロ」プロジェクトに取り組みました。その結果生まれた「オートジャイロ」航空機の開発で、彼はヘリコプターの実現を可能にする多くの技術的問題を解決しました。

記事

• 航空安全
• 棺のコーナー（空気力学）
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• 揚力係数
• スピン（飛行）
• スポイラー（航空学）
• ウィングツイスト

注目すべき事故

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• 1966年フェルソープトライデント墜落事故
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• 2017年テターボロ・リアジェット機墜落事故
• ノースウエストオリエント航空6231便
• ヴォーパス リーニャス アエレアス 2283 便

• USAF & NATOレポートRTO-TR-015 AC/323/(HFM-015)/TP-1 (2001
• アンダーソン、 JD、空気力学の歴史（1997年）。ケンブリッジ大学出版局。ISBN 0-521-66955-3 
• 連邦航空局(2007)。「低速飛行、失速、スピン」。飛行機飛行ハンドブック (第 2 版)。ニューヨーク: Skyhorse Publishing。pp. 4-1 から4-16。ISBN 978-1-60239-003-4。
• LJ Clancy (1975)、Aerodynamics 、 Pitman Publishing Limited、ロンドン。ISBN 0-273-01120-0 
• ステンゲル、R. (2004)、フライトダイナミクス、プリンストン大学出版、ISBN 0-691-11407-2