Насколько я могу судить, НАСА никогда не давало прямого ответа на этот вопрос. Теоретический угол атаки сваливания, вероятно, находится в диапазоне 33-40° (см. причину этого предположения ниже). Однако на рабочих скоростях орбитальный аппарат становится аэродинамически неустойчивым при меньшем угле атаки, чем угол сваливания. Поэтому угол сваливания никогда не имел значения для операций челнока.

Просто для ясности: этот ответ относится только к очень поздним фазам полета шаттла ( TAEM , заход на посадку и посадка). 40° раннего входа могут быть за пределами угла сваливания крыльев, но на самом деле это не имеет значения, поскольку динамическое давление низкое, а траектория шаттла больше похожа на баллистическую.

Что говорит НАСА?

Из старого ответа НАСА на этот вопрос :

Вопрос: "Какова скорость сваливания космического корабля "Шаттл"?" Это вопрос с подвохом, потому что, как самолет с треугольным крылом, Орбитер не имеет четко определенной точки сваливания.

...

Мы определили минимальную летную скорость на основе характеристик продольной устойчивости. Начнем с оценки максимального угла атаки альфа, при котором орбитальный аппарат является аэродинамически устойчивым по оси тангажа. Это угол атаки, при котором частная производная момента тангажа по альфе изменяется с отрицательной (стабильной) на положительную (нестабильную). Этот угол атаки определяется как максимально используемый угол атаки и зависит от числа Маха.

Из документа «Аэродинамические проблемы проектирования и разработки орбитального корабля космического корабля »:

Продольные характеристики на малых скоростях, показанные на рис. 29, демонстрируют характеристики без сваливания в рабочих условиях полета.

Диаграмма слева показывает, что коэффициент подъемной силы продолжает увеличиваться по крайней мере при угле атаки ≈25° (это означает, что угол сваливания должен быть больше 25°). δ _e = отклонение элевона.

Единственная* ссылка на сваливание в Руководстве по эксплуатации экипажа шаттла — это диаграмма, на которой показана скорость сваливания (а не угол). Ответ НАСА , на который я ссылался ранее, дает больше контекста для этого графика.

^{Руководство по эксплуатации экипажа шаттла - Раздел 4.9-1}

*В «Руководстве по эксплуатации» есть пара ссылок на элевоновые киоски, но я их не считаю.

Почему угол сваливания не имеет значения?

Как мы уже видели, шаттл превысит аэродинамические/конструктивные ограничения, прежде чем достигнет угла атаки сваливания на большинстве скоростей полета. Кроме того, есть еще пара причин, по которым не следует особо беспокоиться об угле сваливания.

Руководство всегда стремилось удержать орбитальный аппарат на «передней стороне» кривой L/D . Это означает, что наведение никогда не будет задавать угол атаки больше, чем требуется для « наилучшего планирования ». Если бы ему нужно было сбросить энергию, он бы сделал это, задействовав тормоз скорости и / или опустив нос. Он никогда не сбрасывал бы энергию, повышая тангаж (за исключением вспышки). Если бы у орбитального аппарата было мало энергии, он бы делал тангаж для лучшего планирования. Это означает, что воздушная скорость всегда будет оставаться высокой и находиться в диапазоне, где другие факторы являются более ограничивающими, чем угол сваливания. Маневры по тангажу будут ограничены динамическим давлением и N _z (нормальное ускорение — g).

Единственный раз, когда шаттл упал на «обратную сторону» кривой L/D, это было во время взлета и посадки. Между прочим, скорость приземления, по-видимому, примерно соответствует скорости, при которой орбитальный аппарат становится достаточно медленным, чтобы он мог фактически заглохнуть, прежде чем стать нестабильным по другим причинам (см. «V _A » на графике выше — это «скорость маневрирования», точно так же, как в самолетах). ). Однако при приземлении ограничивающим углом является угол хвостового скребка (15 °), который намного меньше угла сваливания.

^{Руководство по эксплуатации экипажа шаттла - Раздел 7.4-17}

Каков реальный ответ?

Хотя это и не важно с точки зрения эксплуатации, я думаю, что конкретный вопрос, который вы пытаетесь задать, заключается в следующем: какой угол атаки дает максимальный коэффициент подъемной силы? Вообще говоря, это считается углом сваливания для большинства аэродинамических профилей, поскольку увеличение угла атаки за пределы этой точки приводит к уменьшению подъемной силы.

Хотя у меня нет графика коэффициента подъемной силы для челнока, который выходит за пределы 25°, в этой статье обсуждаются результаты исследований различных конструкций треугольных и двухтреугольных крыльев.

Ни одна из исследованных конструкций не имеет точного угла стреловидности челнока 81/45. Однако, учитывая, что все они имеют максимальный коэффициент подъемной силы где-то в диапазоне 33-40° AoA, я подозреваю, что шаттл был похож. Я не могу это доказать, пока кто-нибудь не найдет соответствующие данные. Я, конечно, не эксперт по треугольным крыльям, поэтому моя интерпретация тоже может быть неправильной.