飞机是怎样飞起来的

什么型好

飞行原理简介(一)

要了解飞机的飞行原理就必须先知道飞机的组成以及功用,飞机的升力是如何产生的等问题。这些问题将分成几个部分简要讲解。

一、飞行的主要组成部分及功用

到目前为止,除了少数特殊形式的飞机外,大多数飞机都由机翼、机身、尾翼、起落装置和动力装置五个主要部分组成:

1. 机翼——机翼的主要功用是产生升力,以支持飞机在空中飞行,同时也起到一定的稳定和操作作用。在机翼上一般安装有副翼和襟翼,操纵副翼可使飞机滚转,放下襟翼可使升力增大。机翼上还可安装发动机、起落架和油箱等。不同用途的飞机其机翼形状、大小也各有不同。

2. 机身——机身的主要功用是装载乘员、旅客、武器、货物和各种设备,将飞机的其他部件如:机翼、尾翼及发动机等连接成一个整体。

3. 尾翼——尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼。水平尾翼由固定的水平安定面和可动的升降舵组成,有的高速飞机将水平安定面和升降舵合为一体成为全动平尾。垂直尾翼包括固定的垂直安定面和可动的方向舵。尾翼的作用是操纵飞机俯仰和偏转,保证飞机能平稳飞行。

4.起落装置——飞机的起落架大都由减震支柱和机轮组成,作用是起飞、着陆滑跑,地面滑行和停放时支撑飞机。

5.动力装置——动力装置主要用来产生拉力和推力,使飞机前进。其次还可为飞机上的其他用电设备提供电源等。现在飞机动力装置应用较广泛的有:航空活塞式发动机加螺旋桨推进器、涡轮喷气发动机、涡轮螺旋桨发动机和涡轮风扇发动机。除了发动机本身,动力装置还包括一系列保证发动机正常工作的系统。

飞机上除了这五个主要部分外,根据飞机操作和执行任务的需要,还装有各种仪表、通讯设备、领航设备、安全设备等其他设备。

二、飞机的升力和阻力

飞机是重于空气的飞行器,当飞机飞行在空中,就会产生作用于飞机的空气动力,飞机就是靠空气动力升空飞行的。在了解飞机升力和阻力的产生之前,我们还要认识空气流动的特性,即空气流动的基本规律。流动的空气就是气流,一种流体,这里我们要引用两个流体定理:连续性定理和伯努利定理:

流体的连续性定理:当流体连续不断而稳定地流过一个粗细不等的管道时,由于管道中任何一部分的流体都不能中断或挤压起来,因此在同一时间内,流进任一切面的流体的质量和从另一切面流出的流体质量是相等的。

连续性定理阐述了流体在流动中流速和管道切面之间的关系。流体在流动中,不仅流速和管道切面相互联系,而且流速和压力之间也相互联系。伯努利定理就是要阐述流体流动在流动中流速和压力之间的关系。

伯努利定理基本内容:流体在一个管道中流动时,流速大的地方压力小,流速小的地方压力大。

飞机的升力绝大部分是由机翼产生,尾翼通常产生负升力,飞机其他部分产生的升力很小,一般不考虑。从上图我们可以看到:空气流到机翼前缘,分成上、下两股气流,分别沿机翼上、下表面流过,在机翼后缘重新汇合向后流去。机翼上表面比较凸出,流管较细,说明流速加快,压力降低。而机翼下表面,气流受阻挡作用,流管变粗,流速减慢,压力增大。这里我们就引用到了上述两个定理。于是机翼上、下表面出现了压力差,垂直于相对气流方向的压力差的总和就是机翼的升力。这样重于空气的飞机借助机翼上获得的升力克服自身因地球引力形成的重力,从而翱翔在蓝天上了。

机翼升力的产生主要靠上表面吸力的作用,而不是靠下表面正压力的作用,一般机翼上表面形成的吸力占总升力的60-80%左右,下表面的正压形成的升力只占总升力的20-40%左右。

飞机飞行在空气中会有各种阻力,阻力是与飞机运动方向相反的空气动力,它阻碍飞机的前进,这里我们也需要对它有所了解。按阻力产生的原因可分为摩擦阻力、压差阻力、诱导阻力和干扰阻力。

1.摩擦阻力——空气的物理特性之一就是粘性。当空气流过飞机表面时,由于粘性,空气同飞机表面发生摩擦,产生一个阻止飞机前进的力,这个力就是摩擦阻力。摩擦阻力的大小,决定于空气的粘性,飞机的表面状况,以及同空气相接触的飞机表面积。空气粘性越大、飞机表面越粗糙、飞机表面积越大,摩擦阻力就越大。

2.压差阻力——人在逆风中行走,会感到阻力的作用,这就是一种压差阻力。这种由前后压力差形成的阻力叫压差阻力。飞机的机身、尾翼等部件都会产生压差阻力。

3.诱导阻力——升力产生的同时还对飞机附加了一种阻力。这种因产生升力而诱导出来的阻力称为诱导阻力,是飞机为产生升力而付出的一种“代价”。其产生的过程较复杂这里就不在详诉。

4.干扰阻力——它是飞机各部分之间因气流相互干扰而产生的一种额外阻力。这种阻力容易产生在机身和机翼、机身和尾翼、机翼和发动机短舱、机翼和副油箱之间。

以上四种阻力是对低速飞机而言,至于高速飞机,除了也有这些阻力外,还会产生波阻等其他阻力。

三、影响升力和阻力的因素

升力和阻力是飞机在空气之间的相对运动中(相对气流)中产生的。影响升力和阻力的基本因素有:机翼在气流中的相对位置(迎角)、气流的速度和空气密度以及飞机本身的特点(飞机表面质量、机翼形状、机翼面积、是否使用襟翼和前缘翼缝是否张开等)。

1.迎角对升力和阻力的影响——相对气流方向与翼弦所夹的角度叫迎角。在飞行速度等其它条件相同的情况下,得到最大升力的迎角,叫做临界迎角。在小于临界迎角范围内增大迎角,升力增大:超过临界临界迎角后,再增大迎角,升力反而减小。迎角增大,阻力也越大,迎角越大,阻力增加越多:超过临界迎角,阻力急剧增大。

2.飞行速度和空气密度对升力阻力的影响——飞行速度越大升力、阻力越大。升力、阻力与飞行速度的平方成正比例,即速度增大到原来的两倍,升力和阻力增大到原来的四倍:速度增大到原来的三倍,胜利和阻力也会增大到原来的九倍。空气密度大,空气动力大,升力和阻力自然也大。空气密度增大为原来的两倍,升力和阻力也增大为原来的两倍,即升力和阻力与空气密度成正比例。

3,机翼面积,形状和表面质量对升力、阻力的影响——机翼面积大,升力大,阻力也大。升力和阻力都与机翼面积的大小成正比例。机翼形状对升力、阻力有很大影响,从机翼切面形状的相对厚度、最大厚度位置、机翼平面形状、襟翼和前缘翼缝的位置到机翼结冰都对升力、阻力影响较大。还有飞机表面光滑与否对摩擦阻力也会有影响,飞机表面相对光滑,阻力相对也会较小,反之则大.
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第1个回答  2013-06-23
昨天在俱乐部做的speech,要求讲一个抽象的概念,可以是个理论,或者社会现象。我呢,既不懂历史,也不通政治,于是讲讲飞机是怎样飞起来的吧! 生怕大家听着烦,我准备了一个小试验,就是那个比较有名的吹纸试验。然后还带了个模型,准备既当道具,又当奖品,发给最后回答对我问题的听众。 先讲最糗的事:在我一边拿着飞机模型,一边往黑板上写字的时候,咣当一下模型掉地上了,摔断了一只翅膀。 原因一、毕竟不是老师,手里东西一多、时间又有限制,就有点忙乱原因二、飞机模型一直在办公室,我周末在家练的时候,手里拿的是一瓶润肤露 好,现在讲我是怎么讲的哈: 我先用诗意一般的语气讲了半分钟人类飞行的梦想,然后用半分钟讲了飞机成了普遍的交通工具,然后问大家,大家没有人没坐过飞机,但你知道飞行的原理吗?这样就把飞机与听众都联系起来了。 然后我就做了那个吹纸试验,双手揪着报纸的两个角,让纸自动下垂。先是从纸的下面吹气,纸会向上飞;然后再从上面吹气,问大家纸会怎样。 我想到有可能有人能给出正确答案,但我没想到给出正确答案的人这么小。这次俱乐部来了一对父女,父亲是留美之后留在美国的,英文不错,但能听出来不是母语。女儿是个11岁的小姑娘,英文就非常地道了。在我提出问题--从上面吹气,纸条会如何时,大家面面相觑,没人说话。然后这个小姑娘--也许是因为美国教育方法的原因,也许因为本身她的知识结构全面--回答道,纸会向上飞。我说,你能告诉我为什么吗?她迟疑了一下,说,因为上下的压力差。 完美的答案!实际我的演讲就一句话的内容,压力差导致飞机飞起来。 这是有名的伯努利原理。当气流流动快时,压力小。那么当我在纸的上部吹气时,纸的上方空气压力小,下方压力大,纸就被“吹”起来了。机翼的原理也是一样,机翼的上表面被设计成一个弧线,这样空气流过上表面的距离就比下表面的距离长。而空气流过上下表面的时间是一样的,因为机翼上方的气流快,压力小,飞机就拥有了升力。升力又与速度有关,当速度达到一定值时,飞机就离地了。这个速度不是飞机行进速度,而是气流的速度,所以飞机通常都顶风起飞,这样气流的相对速度会大。 一句题外话,学过航空的人,通常都不对朋友说:祝你一路顺风。因为,顺风的话,飞机很容易掉下来哦! 我准备的很不充分,一个是没什么时间,再一个是这几天心情不太好,注意力也不集中。这个周末我基本没怎么练,另外真正去讲的时候,既要做试验,又要往黑板上写公式,画图,我觉得练也不是很准确的场景。好在真做的时候比较顺利,大家给我写的反馈中,几乎都是好的评价!我也因此得了两个称号,一个是teacher Daisy, 一个更邪乎,Professor Daisy,哈哈。 Jackie由衷地对我说,如果我中学的物理老师要象你这样,我一定能考上清华!(是么?有点那个什么怨那个什么,哈哈) 讲完之后的课间,我还得到了源源不断的提问--均来自男性听众。看来对于科学类的东西,男的更有兴趣哦。两个典型的问题:一个是,伯努利方程是怎么出来的呢?为什么空气速度快压力就低。恩,我也不记得是怎么推出来的了,但这应该是个公理性的东西。我用一个比较浅显的解释回答了他:当你吹气的时候,空气快速地流过,会导致某一部分形成一个类似真空的区域,这样纸就被“吸”上来了。第二个问题是:你凭什么说机翼上下方空气的流动时间是一致的呢?为什么不是流动速度一致,而流过上方的时间长呢?这个问题嘛,也是一个定律,我在学校的实验室里,亲眼看到了染了色的空气流过机翼的上下表面,时间就是一致的!所以,弯曲的表面,流速就是快的! 还有一些扩展的问题,比如为什么从东往西飞跟从西往东飞的时间不一样等等,反正成了个科普课堂啦。 小N又说了,你的SPEECH很有价值。 我没忘记那个小姑娘,我说回头我送你个新的模型哈。其实那个模型摔断了机翼的时候,我应该顺势把机翼的剖面给大家展示一下,因为反正我要在黑板上画剖面的!所以见机行事也很重要。
第2个回答  2020-01-02
流体的伯努利定理
在管道中以稳定速度流动的流体,如果流体是不可压缩的,而且能量既不增加,也不减少,那么,沿管道各点流体的动压与静压之和为常量。
从而我们得出结论:
在管道剖面面积大的地方,流体的速度小,静压大;
在管道剖面面积小的地方,流体的流速大,静压小。
飞机为什么能飞?尽管有各个部门的配合,但是最主要的是飞机有一对采用特殊剖面形状的机翼。
飞机能飞行起来靠的是机翼产生的升力,沿着飞机机身纵轴平行的方向剖机翼一刀,所剖开来的剖面形状,通常也称为“翼剖面”,最常见的翼剖面就是前端圆钝、后端尖锐,上边较弯、下边较平,上下不对称,很象一条去掉尾巴的鱼的形状。这样飞机向前滑行时,根据伯努利定理,气流经过上翼面,气流受挤流速加快,压力减小,而流过下翼面时气流受阻力影响流速缓慢,压力大,于是,这个压力差便形成了一种向上的升力,当这个升力大于飞机的重量时,飞机就飞起来了。
翼剖面又称翼型。典型的翼型上凸下平,人们通常称流线型。根据流体的连续性和伯努利定理可知,相对远前方的空气来说,流经上翼面的气流受挤,流速加快压力减小,甚至形成吸力(负压力)而流过下翼面的气流流速减慢。于是上下翼面就形成了压力差。这个压力差就是空气动力。按力的分解法则,将其沿飞行方向分解成向上的升力和向后的阻力。阻力由发动机提供的推力克服。升力正好可克服自身的重力,将飞机托向空中。这就是飞机为什么会飞的奥秘所在
第3个回答  2017-06-02
小时候在家里的时候,常常渴望看到飞机在天空划过的痕迹,对于飞机的话,也是一直抱着好奇的心思在看待着,那么,天上的飞机它到底是怎么能够起飞的呢?它的起飞需要具备哪些条件呢?今天小编在这和大家分享下:飞机知识:[1]飞机是怎样飞起来的呢。
工具/材料
飞机。
01
压强差原理。
飞机是怎么飞起来的呢?我们首先就要知道压强差这个原理,飞机在高空中飞翔,首先得话是飞机在高空中的话,外界压强低于里面的;其次的话,飞机机身上方压强低于下方压强。
02
机翼设计。
我们都知道飞机的机翼设计原理是根据鸟的翅膀原理来进行设计的,机翼的上面的面积是大于机翼下面的面积,造成飞机在空中飞行时,空气流动速度不一样,造成上面的空气速度大于下面的速度,让飞机起飞。
03
空气流速原理。
这个就和我们的飞机的机身设计有关啦,我们的机身设计的适合空气流动的原理,造成了空气流速的不一样,造成压强的不一样,导致我们的飞机能够起飞。
04
螺旋桨工作。
这个就是说,我们的飞机上装有螺旋桨,这个螺旋桨的话就类似一个竖放的机翼,一般的话都是凸起面向前,平滑面向后的设计原理。当它进行旋转的时候,压力的合力向前,推动螺旋桨向前,从而带动飞机向前运动。当然螺旋桨并不是简单的凸起平滑,而有着复杂的曲面结构。
05
滑行阶段。
飞机要想飞上天空,首先的话,它要具有一个起飞滑行冲刺的阶段,那么飞机是如何利用这段过程来起飞的呢?首先的话,飞机在跑道上滑行起飞的过程是一个直线加速运动,飞机首先以最大功率在地面滑跑,在起始阶段由于速度不大,方向舵不起作用,驾驶员控制着前轮方向,以保持飞机直线前进,当速度到每小时80公里时驾驶员用驾驶杆操纵飞机,接着就是操作跑道滑行阶段啦。
06
起飞阶段。
我们的飞机起飞先经过滑行阶段,接着才是起飞阶段,这个阶段的话,从飞机滑跑开始到飞越35米高度的地面距离称为起飞距离,起飞距离越短越好。这个距离的长短取决于发动机的推力的大小,增升装置(襟翼、维翼)的性能,同时也和海拔高度及地面温度有关。起飞滑跑的目的是为了增大飞机的速度,直到获得离地速度。拉力或推力愈大,剩余拉力或剩余推力也愈大,飞机增速就愈快。起飞中,为尽快地增速,应把油门推到最大位置。所以作为驾驶员,关于这些的知识都要储备好。
07
达到预定高度。
这个就是说,我们的飞机要飞到我们之前预定好的高空高度范围啦。这个的话,一般来说,有两种方式,一种是按固定的角度持续爬升达到预定高度。这样做的好处是节省时间,但发动机所需的功率大,燃料消耗大。另一种是阶梯式的爬升,飞机升到一定高度后,水平飞行以增加速度,然后再爬升到第二个高度,经过几个阶段后爬升到预定高度,由于飞机的升力随速度升高而增加,同时燃油的消耗使飞机的重量不断减轻,因而这样的爬升最节约燃料。
08
注意点:对于不同类型的飞机来说,它的速度要求,机身设计,动力装置,以及它的燃料要求都是不一样的,飞机的设计是项复杂的工作,需要有耐心有责任心的工作者。
特别提示
以上指南仅供参考。
第4个回答  2013-06-23
飞机不像鸟一样鸟儿飞起来有一双翅膀,能在颤动时靠改变翅膀的角度产向上的升力和向前的动力,飞机为保证机体的稳定采用的固定机翼,机翼上面为弧面下面为平面在飞行时上方的空气速度较快,产生压力差下方压力较大(专业定律不做解释了)可以托起飞机。
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