飛機的誕生使得人類的出行更加便捷。雖說現(xiàn)在選擇使用火車以及高鐵等交通工具的人要比選擇飛機的多,但當(dāng)人們需要出國或者進行更遠距離的移動時,飛機顯然是更加合適的一種交通工具。
現(xiàn)在有不少人都存在這樣的一個疑問,飛機的體量非常巨大,那么它又是靠什么原理飛行的呢?下面我們就來看看飛機是如何起飛的呢?
飛機飛行原理
飛機的飛行原理主要基于空氣動力學(xué),包括連續(xù)性定理和伯努利定理。飛機的主要升力來源是機翼的特殊形狀,這種形狀使得機翼下方的氣壓高于上方的氣壓,從而產(chǎn)生升力。飛機的機翼并不是平直的,而是設(shè)計成上表面弧形、下表面平直的形狀,這種形狀的機翼在氣流流過時,上表面的空氣流速會比下表面的快,從而在機翼上下表面產(chǎn)生壓力差,形成升力。
飛機的起飛過程涉及發(fā)動機提供推力,同時飛行員通過操作飛機的副翼、升降舵和方向舵來控制飛機的姿態(tài)和飛行方向。副翼用于改變飛機的滾轉(zhuǎn)角度,升降舵用于控制飛機的升降,而方向舵則用于控制飛機的偏航。
對于直升機而言,其飛行原理與固定翼飛機不同。直升飛機通過大螺旋槳旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力,以平衡重力。在飛行過程中,飛行員通過調(diào)節(jié)大螺旋槳的旋轉(zhuǎn)速度來控制直升機的飛行高度和方向。另外直升機需要尾翼產(chǎn)生一個反向推力,直升機飛行涉及到角動量知識。
綜上所述,飛機的飛行原理涉及空氣動力學(xué)、牛頓第三定律以及飛機的機械控制等多個方面。
大多數(shù)飛機由五個主要部分組成:機翼、機身、尾翼、起落裝置和動力裝置。
而飛機的飛行要解決兩個問題:一是上升;二是前進。
前進靠的是發(fā)動機的動力帶動螺旋槳旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的向前牽引力或是噴氣產(chǎn)生的向前推力。
上升是根據(jù)伯努利原理,即流體(包括氣流和水流)的流速越大,其壓強越小;流速越小,其壓強越大。其次,升力和迎角等都有很大關(guān)系。
保證飛機順利起飛靠的就是與空氣的相對運動產(chǎn)生的升力,飛機的機翼橫截面一般前端圓鈍、后端尖銳,上表面拱起、下表面較平。當(dāng)?shù)荣|(zhì)量空氣同時通過機翼上表面和下表面時,會在機翼上下方形成不同流速。
空氣通過機翼上表面時流速大,壓強較小;通過下表面時流速較小,壓強大,因而此時飛機會有一個向上的合力,即向上的升力,由于升力的存在,使得飛機可以離開地面,在空中飛行。
如果在逆風(fēng)下起飛,飛機滑跑速度與風(fēng)速的方向相反,飛機與空氣的相對速度等于二者之和。此時,飛機只需較小的滑跑速度就可以獲得離地所需的升力。所以,與在無風(fēng)下起飛相比,逆風(fēng)起飛所需滑跑的距離會更短。
相反,如果在順風(fēng)下起飛,飛機要達到較大的滑行速度才能獲得離地所需的升力,滑跑距離相對要長一些。
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