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飞机为什么可以飞起来? 是什么原理呢?
2020-04-06 13:26:20 1260
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    先把飞机定义搞清楚。飞机是指具有一具或多具发动机的动力装置产生前进的推力或拉力,由机身的固定机翼产生升力,在大气层内飞行的重于空气的航空器,按照其使用的发动机类型又可被分为喷气飞机和螺旋桨飞机。按此定义,靠旋转翼产生升力的直升机不是飞机。飞机、直升机还有导弹等能在空中飞的物体叫飞行器。

    飞机飞行与风筝飞行是一个道理,只不过不用你拉着跑了,其向前的动力由发动机提供,它相对于空气的速度越大,角度越大,其竖直方向的分力也越大,也就是升力越大,当然,角度越大,其水平方向的分力也越大,空气阻力也就越大,要达到相同的水平速度,对发动机的功率要求也就越大。相反,角度越小,其竖直方向的分力越小,升力也越小,要想达到相同的升力,速度要求就越高。这就需要飞机的角度取值在一个合理的最佳范围内。

    为了使飞机达到足够的速度,需要通过发动机给飞机加速。而加速的过程是缓慢的,毕竟飞机是一个庞然大物,即便有的发动机一台的推力就可以达到四十、五十吨,但是推动一台几百吨重的飞机往前移动,加速度依旧是很慢,所以需要一段很长的跑道逐渐加速,直到速度达到之后才可以起飞。

    飞机之所以能飞起来,归根结底来自机翼提供的升力,固定翼飞机如此,旋转翼飞机也是一样的道理。至于升力的产生原理,这个就牵涉到大学里的一门比较难懂的课程《流体力学》中的一个知识——伯努利原理。

    伯努利原理的实质是流体的机械能守恒,或者用公式来表达就是流体的动能、重力势能与压力势能之和为常数。用这个原理我们可以推论出流体流速非常快时,压强就会变得很小;相反的,流速慢时,压强相对较大。用这条推论就可以解释为什么飞机机翼会产生升力。GIF

    飞机静止的时候,流过机翼表面的速度为0,此时飞机的升力也为0。当飞行员启动飞机发动机,飞机开始向前运动,机翼切割空气产生相对气流,此时机翼开始产生升力,并且升力随着飞机滑跑速度的增大而快速增大。直到某一时刻,飞机的升力等于飞机自身的重力的时候,飞行员拉杆使飞机抬头,飞机便可以上天了。

    当飞机飞行时,机翼在空气中运动,将前方的空气分割成上下两层,上表面气流通道窄,气流速度快,压力变小。下表面气流通道较宽,气流速度较慢,相对压力较大,于是产生升力。

    所以,飞机只有在飞行的时候,机翼才可以产生升力。




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