1樓：匿名使用者
飛行原理簡介（一）
要了解飛機
的飛行原理就必須先知道飛機的組成以及功用，飛機的公升力是如何產生的等問題。這些問題將分成幾個部分簡要講解。
一、飛行的主要組成部分及功用
到目前為止，除了少數特殊形式的飛機外，大多數飛機都由機翼、機身、尾翼、起落裝置和動力裝置五個主要部分組成：
1. 機翼——機翼的主要功用是產生公升力，以支援飛機在空中飛行，同時也起到一定的穩定和操作作用。在機翼上一般安裝有副翼和襟翼，操縱副翼可使飛機滾轉，放下襟翼可使公升力增大。
機翼上還可安裝發動機、起落架和油箱等。不同用途的飛機其機翼形狀、大小也各有不同。
2. 機身——機身的主要功用是裝載乘員、旅客、**、貨物和各種裝置，將飛機的其他部件如：機翼、尾翼及發動機等連線成乙個整體。
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動的公升降舵組成，有的高速飛機將水平安定面和公升降舵合為一體成為全動平尾。
垂直尾翼包括固定的垂直安定面和可動的方向舵。尾翼的作用是操縱飛機俯仰和偏轉，保證飛機能平穩飛行。
4.起落裝置——飛機的起落架大都由減震支柱和機輪組成，作用是起飛、著陸滑跑，地面滑行和停放時支撐飛機。
5.動力裝置——動力裝置主要用來產生拉力和推力，使飛機前進。其次還可為飛機上的其他用電裝置提供電源等。
現在飛機動力裝置應用較廣泛的有：航空活塞式發動機加螺旋槳推進器、渦輪噴氣發動機、渦輪螺旋槳發動機和渦輪風扇發動機。除了發動機本身，動力裝置還包括一系列保證發動機正常工作的系統。
飛機上除了這五個主要部分外，根據飛機操作和執行任務的需要，還裝有各種儀表、通訊裝置、領航裝置、安全裝置等其他裝置。
二、飛機的公升力和阻力
飛機是重於空氣的飛行器，當飛機飛行在空中，就會產生作用於飛機的空氣動力，飛機就是靠空氣動力公升空飛行的。在了解飛機公升力和阻力的產生之前，我們還要認識空氣流動的特性，即空氣流動的基本規律。流動的空氣就是氣流，一種流體，這裡我們要引用兩個流體定理：
連續性定理和伯努利定理：
流體的連續性定理：當流體連續不斷而穩定地流過乙個粗細不等的管道時，由於管道中任何一部分的流體都不能中斷或擠壓起來，因此在同一時間內，流進任一切面的流體的質量和從另一切面流出的流體質量是相等的。
連續性定理闡述了流體在流動中流速和管道切面之間的關係。流體在流動中，不僅流速和管道切面相互聯絡，而且流速和壓力之間也相互聯絡。伯努利定理就是要闡述流體流動在流動中流速和壓力之間的關係。
伯努利定理基本內容：流體在乙個管道中流動時，流速大的地方壓力小，流速小的地方壓力大。
飛機的公升力絕大部分是由機翼產生，尾翼通常產生負公升力，飛機其他部分產生的公升力很小，一般不考慮。從上圖我們可以看到：空氣流到機翼前緣，分成上、下兩股氣流，分別沿機翼上、下表面流過，在機翼後緣重新匯合向後流去。
機翼上表面比較凸出，流管較細，說明流速加快，壓力降低。而機翼下表面，氣流受阻擋作用，流管變粗，流速減慢，壓力增大。這裡我們就引用到了上述兩個定理。
於是機翼上、下表面出現了壓力差，垂直於相對氣流方向的壓力差的總和就是機翼的公升力。這樣重於空氣的飛機借助機翼上獲得的公升力克服自身因地球引力形成的重力，從而翱翔在藍天上了。
機翼公升力的產生主要靠上表面吸力的作用，而不是靠下表面正壓力的作用，一般機翼上表面形成的吸力佔總公升力的60-80%左右，下表面的正壓形成的公升力只佔總公升力的20-40%左右。
飛機飛行在空氣中會有各種阻力，阻力是與飛機運動方向相反的空氣動力，它阻礙飛機的前進，這裡我們也需要對它有所了解。按阻力產生的原因可分為摩擦阻力、壓差阻力、誘導阻力和干擾阻力。
1.摩擦阻力——空氣的物理特性之一就是粘性。當空氣流過飛機表面時，由於粘性，空氣同飛機表面發生摩擦，產生乙個阻止飛機前進的力，這個力就是摩擦阻力。
摩擦阻力的大小，決定於空氣的粘性，飛機的表面狀況，以及同空氣相接觸的飛機表面積。空氣粘性越大、飛機表面越粗糙、飛機表面積越大，摩擦阻力就越大。
2.壓差阻力——人在逆風中行走，會感到阻力的作用，這就是一種壓差阻力。這種由前後壓力差形成的阻力叫壓差阻力。飛機的機身、尾翼等部件都會產生壓差阻力。
3.誘導阻力——公升力產生的同時還對飛機附加了一種阻力。這種因產生公升力而誘導出來的阻力稱為誘導阻力，是飛機為產生公升力而付出的一種「代價」。其產生的過程較複雜這裡就不在詳訴。
4.干擾阻力——它是飛機各部分之間因氣流相互干擾而產生的一種額外阻力。這種阻力容易產生在機身和機翼、機身和尾翼、機翼和發動機短艙、機翼和副油箱之間。
以上四種阻力是對低速飛機而言，至於高速飛機，除了也有這些阻力外，還會產生波阻等其他阻力。
三、影響公升力和阻力的因素
公升力和阻力是飛機在空氣之間的相對運動中（相對氣流）中產生的。影響公升力和阻力的基本因素有：機翼在氣流中的相對位置（迎角）、氣流的速度和空氣密度以及飛機本身的特點（飛機表面質量、機翼形狀、機翼面積、是否使用襟翼和前緣翼縫是否張開等）。
1.迎角對公升力和阻力的影響——相對氣流方向與翼弦所夾的角度叫迎角。在飛行速度等其它條件相同的情況下，得到最大公升力的迎角，叫做臨界迎角。
在小於臨界迎角範圍內增大迎角，公升力增大：超過臨界臨界迎角後，再增大迎角，公升力反而減小。迎角增大，阻力也越大，迎角越大，阻力增加越多：
超過臨界迎角，阻力急劇增大。
2.飛行速度和空氣密度對公升力阻力的影響——飛行速度越大公升力、阻力越大。公升力、阻力與飛行速度的平方成正比例，即速度增大到原來的兩倍，公升力和阻力增大到原來的四倍：
速度增大到原來的三倍，勝利和阻力也會增大到原來的九倍。空氣密度大，空氣動力大，公升力和阻力自然也大。空氣密度增大為原來的兩倍，公升力和阻力也增大為原來的兩倍，即公升力和阻力與空氣密度成正比例。
3，機翼面積，形狀和表面質量對公升力、阻力的影響——機翼面積大，公升力大，阻力也大。公升力和阻力都與機翼面積的大小成正比例。機翼形狀對公升力、阻力有很大影響，從機翼切面形狀的相對厚度、最大厚度位置、機翼平面形狀、襟翼和前緣翼縫的位置到機翼結冰都對公升力、阻力影響較大。
還有飛機表面光滑與否對摩擦阻力也會有影響，飛機表面相對光滑，阻力相對也會較小，反之則大.
2樓：匿名使用者
機翼的上表面是彎曲的，下表面是平坦的，因此在機翼與空氣相對運動時，流過上表面的空氣在同一時間(t)內走過的路 程(s1)比流過下表面的空氣的路程(s2)遠，所以在上表面的空氣的相對速度比下表面的空氣快(v1=s1/t>v2=s2/t1)。根據帕奴利定理——「流體對周圍的物質產生的壓力與流體的相對速度成反比。」，因此上表面的空氣施加給機翼的壓力 f1 小於下表面的 f2 。
f1、f2 的合力必然向上，這就產生了公升力。流體的連續性定理：當流體連續不斷而穩定地流過乙個粗細不等的管道時，由於管道中任何一部分的流體都不能中斷或擠壓起來，因此在同一時間內，流進任一切面的流體的質量和從另一切面流出的流體質量是相等的。
再通俗點講：機翼上表面比較凸出，流管較細，說明流速加快（空氣散開），壓力降低。而機翼下表面，氣流受阻擋作用，流管變粗，流速減慢(空氣聚集），壓力增大。
一方面:機翼上表面受到低壓 「將飛機往上吸引」一方面:機翼下表面受到高壓 「將飛機往上托起」 可以說，這個只是基本的原理，所涉及到的其它相關知識還遠不止這些
3樓：匿名使用者
一,機翼的浮力:
01. 伯努力原理:流體中,流速加快時,壓力會減弱,反之,亦然.因此,流體中的物
體會往流速快的地方移動.
02. 機翼切面原理:
a. 圖1.中為一典型翼切面.上方距離較
長,下方距離短.空氣流線被翼切面分
成兩部分,兩方氣流於翼後方有相同速
率,故通過上側的空氣流速較快,空氣
壓力較小而形成一向上的公升力.(欲觀 圖1.
察氣流通過機翼的情況可於「煙洞」中試驗.)
b. 通常氣體具有某種程度的黏性,即通過一物體時,會沿著物體表面切向的力量作 用
在物體上,與物體最接近的空氣流線速度為零,到後方的空氣的速度回到原有的速
度.這之間速度由零到原有速度的氣流稱邊界層流,邊界層流在後方與機翼表面分
離,分離的點稱分離點,氣流在分離點形成擾流(亂流)( ~^^^~~).
c. 與空氣接觸的方式:
以風箏為例,若版面垂直風向,則風箏只能
一直前進(如圖2-1),若與風向成一交角,便
會不斷上公升.此風向與機翼的交角稱為攻角
(圖2-2中的α角).圖2-2中,a.為向上的力,
b.為前進的推力,c.為和風箏版面平行的摩
擦力(即阻力),a b的合力即為公升力 (公升力
和阻力為一對互相垂直的風力的分力). 圖2.
飛機的飛行原理
3 在某一特定角度內,攻角越大,公升力越大,公升
力係數和攻角成線性關係(正比);超過此一特
定角度,公升力急遽下降而阻力增加.此一特定
角度隨物體形狀不同而改變.此關係可由圖
3.中窺見,我以不考慮其他變因假設, ______
表面版,______表公升力(即a b的合力),______
錶兩互相垂直的公升力分力之一(即a.力,由於 圖3.
兩分力互相垂直,即可以一三角形的部分
斜邊和高表示.),得角度在45度以內攻
角越大,公升力越大.而45度角即可視為
此情況的特定角度.但另一方面,飛機的
攻角越大,其分離點也越往前移動,而擾
流的壓力相較於平順氣流(層流)的壓力
大,故角度大於一定角度時會產生公升力急
遽下降,阻力上公升的情況.也有一種說法
是因空氣和物體表面摩擦會有一阻力稱
表面摩擦阻力,擾流時的表面摩擦阻力 圖4.(摘自注2)
遠比層流時大,故形成上述公升力下降阻力上公升的狀況,此狀況稱為失速.我想以上機
翼失速原理多少和飛機下降的角度有關吧.圖4中cl 表公升力係數,圖中隨攻角的增
加,公升力係數亦隨之增加(cl=aα,a為公升力線斜率),直到達到公升力係數的最大值,公升
力係數下降形成失速.
d. 以上機翼切面原理同時適用於旋翼機(例:***)的
旋翼和飛機的機翼上.
圖5.→
二,引擎的動力:
01. 航空器分為兩種,一種稱輕航空器,是利用比空氣輕的氣體飛行;另一種為重航空器,是
靠速度(也就是相對空速)飛行.
a. 一般如果不考慮其他因素,初速度只會
造成飛行距離增加,不會使停留在空氣
中的時間增加.如圖6.
b. 像紙飛機有翼,即有浮力,再加上相對
空氣的速度(伯努力原理),使得紙飛機
能在空中停留,但相對於公升力產生的阻
力使得紙飛機的速度減慢,而終至公升力 圖6.(模擬單位時間閃光攝影圖)
飛機的飛行原理
4 不足克服重力而下降,甚至墜落.
c. 因此,萊特兄弟在飛機上裝上引擎,提供飛機乙個持續的速度以克服阻力,使人類能順
利完成飛行的夢想.
02. 引擎的原理:
a. 渦輪噴射引擎
圖7.(翻繪自「飛機.火箭」第91頁 噴射引擎的結構)
渦輪噴射引擎的核心可分為:壓縮段,燃燒室,渦輪.壓縮段由許多頁片所組成可將空氣
壓縮後送入後方,燃燒室有管子送入燃料與空氣混合燃燒,渦輪機同樣由許多頁片組成.
空氣從壓縮段吹入,壓縮機將氣體增溫增壓,送入後方燃燒室與燃料混合燃燒,高溫高壓
的氣體猛然向後方噴出,而形成一股壓力,產生向前的推力.同時高溫高壓的氣體吹向渦
輪機的頁片,渦輪機的轉動帶動前壓縮機的轉動.
使用噴射引擎的好處是可以達到很快的速度,甚至可以超音速,早期主要用在軍用機上.
b. 渦輪風扇引擎
圖8.(翻繪自「新知識212飛行世紀」第27頁渦輪風扇引擎示意圖)
渦輪噴射引擎雖然速度快,但對於低速的民航機,就顯得太耗油了.因此有人在渦輪噴射
引擎的前方加上風扇,和渦輪機相連,以渦輪機帶動風扇轉動.風扇轉動的同時,也把大
飛機的飛行原理
5 量的空氣送入後方.這種引擎的動力主要是靠前方扇葉所產生的氣流,至於原理,我想應
該是風扇轉動大量吸入空氣而增加推力,另一方面大量吸入空氣也使前方空氣阻力減少而
前進.或許有點類似螺旋槳的原理,特殊形狀的頁面使前方空氣速較後方快,以致前方壓
力小而前進.這種引擎的好處是較不耗油,但相對的速度較慢,此外它可以在速度較慢的
情況下產生較大的推力.
參●結論:
自古以來,人類便不斷的嘗試飛上青天,夢想有朝一日能翱翔天際.從早期的飛船和熱氣
球,到現今的超音速飛機,甚至太空梭,人類飛行已經不再只是夢想,而星際旅遊也即將
到來.而正如古代預言家所言,今日的交通可說是「蜻蜓滿天飛,烏龜滿地爬」,縮短了
地域的距離,達到「天涯若比鄰」的境界.然而十五世紀達文西先生一直夢想的個人飛行
器,藉由近代***的發明而逐步實現.但是,我們仍無法像小鳥一般自由自在的飛翔.
這也正是我和朋友一直想去做的,也許那天,飛行也能成為一種休閒活動.雖然達文西先
生的翅膀沒有成功,但他精美的設計稿卻觸發許多科學家的想像,相信很快的,它將不再
只是夢想,我期待著那天的到來.
說實在的,找這些資料不算困難.但剛開始找到,怎麼看都看不懂,只好請求於人.好不
容易弄懂了,想通了,卻發現資料僅限於此,找不到更深入的資料了.畢竟有些觀念只有
專業書籍上才找得到.以後,我會往旋翼機方面去努力,希望有一天能實現個人飛行器的夢想.
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