1樓:習義萬寄靈
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。
參考資料:
2樓:練藝蒯元思
牛頓三大運動定律
第一定律:除非受到外來的作用力,否則物體的速度(v)會保持不變
沒有受力即所有外力合力為零,當飛機在天上保持等速直線飛行時,這時飛機所受的合力為零,與一般人想像不同的是,當飛機降落保持相同下沉率下降,這時公升力與重力的合力仍是零,公升力並未減少,否則飛機會越掉越快。
第二定律:質量為m的物體動量(p
=mv)變化率是正比於外加力
f且發生在力的方向
此即著名的
f=ma
公式,當物體受乙個外力後,即在外力的方向產生乙個加速度,飛機起飛滑行時引擎推力大於阻力,於是產生向前的加速度,速度越來越快阻力也越來越大,遲早引擎推力會等於阻力,於是加速度為零,速度不再增加,當然飛機此時早已飛在天空了。
第三定律:作用力與反作用力是數值相等且方向相反。
你踢門一腳,你的腳也會痛,因為門也對你施了乙個相同大小的力
力的平衡
作用於飛機的力要剛好平衡,如果不平衡就是合力不為零,依牛頓第二定律就會產生加速度,為了分析方便我們把力分為x、y、z三個軸力的平衡及繞x、y、z三個軸彎矩的平衡。
軸力不平衡則會在合力的方向產生加速度,飛行中的飛機受的力可分為公升力、重力、阻力、推力〔如圖1-1〕,公升力由機翼提供,推力由引擎提供,重力由地心引力產生,阻力由空氣產生,我們可以把力分解為兩個方向的力,稱x及
y方向〔當然還有乙個z方向,但對飛機不是很重要,除非是在轉彎中〕,飛機等速直線飛行時x方向阻力與推力大小相同方向相反,故x方向合力為零,飛機速度不變,y方向公升力與重力大小相同方向相反,故y方向合力亦為零,飛機不公升降,所以會保持等速直線飛行。
彎矩不平衡則會產生旋轉加速度,在飛機來說,x軸彎矩不平衡飛機會滾轉,y軸彎矩不平衡飛機會偏航、z軸彎矩不平衡飛機會俯仰〔如圖1-2〕。
伯努利定律
伯努利定律是空氣動力最重要的公式,簡單的說流體的速度越大,靜壓力越小,速度越小,靜壓力越大,這裡說的流體一般是指空氣或水,在這裡當然是指空氣,設法使機翼上部空氣流速較快,靜壓力則較小,機翼下部空氣流速較慢,靜壓力較大,兩邊互相較力〔,於是機翼就被往上推去,然後飛機就飛起來,以前的理論認為兩個相鄰的空氣質點同時由機翼的前端往後走,乙個流經機翼的上緣,另乙個流經機翼的下緣,兩個質點應在機翼的後端相會合.經過仔細的計算後發覺如依上述理論,上緣的流速不夠大,機翼應該無法產生那麼大的公升力,現在經風洞實驗已證實,兩個相鄰空氣的質點流經機翼上緣的質點會比流經機翼的下緣質點先到達後緣
3樓:皮曦希智美
你這個問題其實是問飛機的飛行原理,我將飛機飛行原理告訴你,就能解答你的問題了!
牛頓三大運動定律
第一定律:除非受到外來的作用力,否則物體的速度(v)會保持不變
沒有受力即所有外力合力為零,當飛機在天上保持等速直線飛行時,這時飛機所受的合力為零,與一般人想像不同的是,當飛機降落保持相同下沉率下降,這時公升力與重力的合力仍是零,公升力並未減少,否則飛機會越掉越快。
第二定律:質量為m的物體動量(p
=mv)變化率是正比於外加力
f且發生在力的方向
此即著名的
f=ma
公式,當物體受乙個外力後,即在外力的方向產生乙個加速度,飛機起飛滑行時引擎推力大於阻力,於是產生向前的加速度,速度越來越快阻力也越來越大,遲早引擎推力會等於阻力,於是加速度為零,速度不再增加,當然飛機此時早已飛在天空了。
第三定律:作用力與反作用力是數值相等且方向相反。
你踢門一腳,你的腳也會痛,因為門也對你施了乙個相同大小的力
力的平衡
作用於飛機的力要剛好平衡,如果不平衡就是合力不為零,依牛頓第二定律就會產生加速度,為了分析方便我們把力分為x、y、z三個軸力的平衡及繞x、y、z三個軸彎矩的平衡。
軸力不平衡則會在合力的方向產生加速度,飛行中的飛機受的力可分為公升力、重力、阻力、推力,公升力由機翼提供,推力由引擎提供,重力由地心引力產生,阻力由空氣產生,我們可以把力分解為兩個方向的力,稱x及
y方向〔當然還有乙個z方向,但對飛機不是很重要,除非是在轉彎中〕,飛機等速直線飛行時x方向阻力與推力大小相同方向相反,故x方向合力為零,飛機速度不變,y方向公升力與重力大小相同方向相反,故y方向合力亦為零,飛機不公升降,所以會保持等速直線飛行。
彎矩不平衡則會產生旋轉加速度,在飛機來說,x軸彎矩不平衡飛機會滾轉,y軸彎矩不平衡飛機會偏航、z軸彎矩不平衡飛機會俯仰。
還有就是伯努利定律
4樓:夜下小雨愛婷婷
飛機會在天上飛,是根據空氣動力學原理,我們的汽車也是根據這個原理,只不過乙個空氣動力學是把飛機公升上天空,另外乙個是把重心往下壓,讓車子盡量平穩。
飛機為什麼會飛起來?
5樓:匿名使用者
最初,人類希望能像鳥兒那樣自由地在空中飛行。後來,經過反覆實踐發明了飛機。而飛機能夠飛,靠的是它的機翼和發動機。
飛機的機翼上面是弧線的,下面是平直的,飛機在移動時,機翼上面的空氣流動快,機翼下面的空氣流動慢,這樣就產生了乙個向上的公升力,飛機也就平穩地飛上天了。另外,飛機裡的發動機連線著螺旋槳,螺旋槳轉動,帶動氣流,飛機也就能長時間在天上飛了。(小學生十萬個為什麼網)
飛機為什麼能飛?儘管有各個部門的配合,但是最主要的是飛機有一對採用特殊剖面形狀的機翼。
翼剖面又稱翼型。典型的翼型上凸下平,人們通常稱流線型。根據流體的連續性和伯努利定理可知,相對遠前方的空氣來說,流經上翼面的氣流受擠,流速加快壓力減小,甚至形成吸力(負壓力)而流過下翼面的氣流流速減慢。
於是上下翼面就形成了壓力差。這個壓力差就是空氣動力。按力的分解法則,將其沿飛行方向分解成向上的公升力和向後的阻力。
阻力由發動機提供的推力克服。公升力正好可克服自身的重力,將飛機托向空中。這就是飛機為什麼會飛的奧秘所在。
飛機為什麼會飛起來,飛機為什麼能飛起來
飛機之所以能夠在天空飛行,是因為四種力量互動作用的結果。這四種力量是 1 引擎的推力 2 空氣的阻力 3 飛機自己的重力 4 空氣的公升力 飛機起飛是靠引擎的推力產生速度 速度透過翅膀的形狀變化產生公升力 推力大於阻力 公升力大於重力,飛機就能起飛爬高。待飛機爬公升到巡航高度時就收小油門,稱為平飛,...
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