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为什么飞机这么重却能飞起来?飞机飞行的原理是什么?

时间:2020/1/10 22:36:23   作者:未知   来源:网络文摘   阅读:29   评论:0

    飞机是20世纪初最重大的发明之一,公认由美国人莱特兄弟发明。他们在1903年12月17日进行的飞行作为“第一次重于空气的航空器进行的受控的持续动力飞行”被国际航空联合会(FAI)所认可,同年他们创办了“莱特飞机公司”。自从飞机发明以后,飞机日益成为现代文明不可缺少的工具。

    为什么飞机这么重却能飞起来?飞机飞行的原理是什么?

    飞机的机翼横截面一般前端圆钝、后端尖锐,上表面拱起、下表面较平。当等质量空气同时通过机翼上表面和下表面时,会在机翼上下方形成不同流速。空气通过机翼上表面时流速大,压强较小;通过下表面时流速较小,压强大,因而此时飞机会有一个向上的合力,即向上的升力,由于升力的存在,使得飞机可以离开地面,在空中飞行。飞机飞行速度越快、机翼面积越大,所产生的升力就越大。
    重力的方向与升力相反,它是受到地球引力影响而产生的一个向下的力,重力大小受飞机自身重量以及携带油料数量影响。拉力促使飞机在空中向前飞行,发动机功率大小决定拉力大小。一般情况下,发动机输出功率越大,所产生的推力就越大,飞机飞行的速度就越快。飞机在空中飞行时会受到空气中大气分子阻碍,这个阻碍就形成了和拉力方向相反的阻力,限制飞机的飞行速度。

一、飞机飞行原理:

1、气流流过的压力差产生了升力:飞机上升是根据伯努利原理,即流体(包括液体和空气)的流速越大,其压强越小;流速越小,其压强越大。飞机飞行时机翼周围空气的流线分布随机翼横截面的形状不同而上下不对称,机翼上方的流线密,流速大,下方的流线疏,流速小。由伯努利方程可知,机翼上方的压强小,下方的压强大。这样就产生了作用在机翼上的方向的升力。

飞机飞行的原理图解为什么飞机这么重却能飞起来?飞机飞行的原理是什么?

2、飞机的机翼做成的形状就可以使通过它机翼下方的流速低于上方的流速,从而产生了机翼上、下方的压强差(即下方的压强大于上方的压强),因此就有了一个升力,这个压强差(或者说是升力的大小)与飞机的前进速度有关。

飞机飞行的原理图解

3、当飞机前进的速度越大,这个压强差,即升力也就越大。所以飞机起飞时必须高速前行,这样就可以让飞机升上天空。当飞机需要下降时,它只要减小前行的速度,其升力自然会变小,小于飞机的重量,它就会下降着陆了。

飞机飞行的原理图解

二、飞机的组成:

飞机飞行的原理图解

    自从世界上出现飞机以来,飞机的结构形式虽然在不断改进,飞机类型不断增多,但到目前为止,除了极少数特殊形式的飞机之外,大多数飞机都是由下面六个主要部分组成,即:机翼、机身、尾翼、起落装置、操纵系统和动力装置。它们各有其独特的功用。
1、机身
    机身主要用来装载人员、货物、燃油、武器和机载设备,并通过它将机翼、尾翼、起落架等部件连成一个整体。在轻型飞机和歼击机、强击机上,还常将发动机装在机身内。
2、机翼
    机翼是飞机上用来产生升力的主要部件,一般分为左右两个翼面。
    机翼通常有平直翼、后掠翼、三角翼等。机翼前后都保持基本平直的称平直翼,机翼前缘和后缘都向后掠称后掠翼,机翼平面形状成三角形的称三角翼,前一种适用于低速飞机,后两种适用于高速飞机。近来先进飞机还采用了边条机翼、前掠机翼等平面形状。
    左右机翼后缘各设一个副翼,飞行员利用副翼进行滚转操纵。即飞行员向左压杆时,左机翼上的副翼向上偏转,左机翼升力下降;右机翼上的副翼下偏,右机翼升力增加,在两个机翼升力差作用下飞机向左滚转。为了降低起飞离地速度和着陆接地速度,缩短起飞和着陆滑跑距离,左右机翼后缘还装有襟翼。襟翼平时处于收上位置,起飞着陆时放下。

    滚转是副翼控制:

为什么飞机这么重却能飞起来?飞机飞行的原理是什么?

3、尾翼
    尾翼分垂直尾翼和水平尾翼两部分:
(1)垂直尾翼
    垂直尾翼垂直安装在机身尾部,主要功能为保持飞机的方向平衡和操纵。
通常垂直尾翼后线设有方向舵。飞行员利用方向舵进行方向操纵。当飞行员右用航时,方向舵右,相对气流吹在垂尾上,使垂尾产生一个向左的侧力,此侧力相对于飞机重心产生一个使飞机机头有偏的力矩,从而使机头右偏。同样,蹬左舵时,方向舵左偏,机头左偏。某些高速飞机,没有独立的方向舵。整个垂尾跟着脚蹬操纵而偏转,称为全动垂尾。
(2)水平尾翼
    水平尾翼水平安装在机身尾部,主要功能为保持俯仰平衡和俯仰操纵。低速飞机水平尾翼前段为水平安定面,是不可操纵的,其后缘设有升降舵,飞行员利用升降舵进行俯仰操纵。即飞行员拉杆时,升降舵上偏,相对气流吹向水平尾翼时,水平尾翼产生附加的负升力(向下的升力),此力对飞机重心产生一个使机头上仰的力矩,从而使飞机抬头。同样飞行员推杯时升降舵下偏,飞机低头。
    超音速飞机采用全动平尾,即将水平安定面与升降舵合为一体。飞行员推拉杆时整个水平尾翼都随之偏转。飞行员用全动平尾来进行俯仰操纵。其操纵原理与升降舵相同。某些高速飞机为了提高滚转性能,在左、右压杆时,左、右平尾反向偏转,以产生附加的滚转力矩,这种平尾称为差动平尾。有些飞机的水平尾翼放在机翼前边,这种飞机叫鸭式飞机。这时放在机翼前面的水平尾翼称为鸭翼或前翼。也有一部分飞机没有水平尾翼,这种飞机称为无尾飞机。现在有些飞机还采用了三翼面的布局方法,也就是说既有机翼前面的前翼,也有机翼后面的水平尾翼。

    俯仰运动靠升降舵控制:

为什么飞机这么重却能飞起来?飞机飞行的原理是什么?

    偏航运动靠方向舵控制:


为什么飞机这么重却能飞起来?飞机飞行的原理是什么?
4、起落装置
    起落装置的功用是使飞机在地面或水面进行起飞、着陆、滑行和停放。着陆时还通过起落装置吸收撞击能量,改善着陆性能。
早期陆上飞机起落装置比较简单,只有三个起落架,而且在空中不能收起,飞行阻力大。现代的陆上飞机起落装置包含起落架和改善起落性能的装置两部分,且起落架在起飞后即可收起,以减少飞行阻力。改善起落性能的装置主要有起飞加速器、机轮刹车、减速伞等。水上飞机的起落架由浮筒代替机轮。 
5、控制系统
    飞机操纵系统是指从座舱中飞行员驾驶杆(盘)到水平尾翼、副翼、方向舵等操纵面,用来传递飞行员操纵指令,改变飞行状态的整个系统。早期的操纵系统是由拉杆、摇臂(或钢索)组成的纯机械操纵系统。现代飞机在操纵系统中采用了很多自动控制装置,因而,通常把它称为飞行控制系统。 
6、动力装置
    飞机动力装置是用来产生拉力(螺旋桨飞机)或推力(喷气式飞机),使飞机前进的装置。采用推力矢量的动力装置,还可用来进行机动飞行。现代的军用飞机多数为喷气式飞机。喷气式飞机的动力装置主要分为涡轮喷气发动机和涡轮风扇发动机两类。


为什么飞机这么重却能飞起来?飞机飞行的原理是什么?

涡轮风扇发动机


标签:飞机飞行原理 飞行原理 

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