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2 # 甜甜向上精心創作
飛機起飛要先在跑道上滑跑,飛機的機翼劃開空氣,以飛機為參照物,相當於空氣從飛機機翼的上下流過。
飛機的機翼的形狀模仿鳥類翅膀,上凸下平(或微凹),空氣流過機翼上部的路程大於流過下部的路程,機翼上部的空氣的流速大於機翼下部的空氣的流速。
根據伯努利原理,流體在流速大的地方壓強小,流速小的地方壓強大。所以,機翼下部空氣壓強大於機翼上部空氣壓強,機翼上下的壓強差產生向上的壓力差,這個壓力差就是飛機的升力。當飛機獲得的升力大於飛機的重力時,飛機就騰空而起。
飛機向前運動,無論是在跑道上還是在空中,動力都來自發動機。其中,噴氣式是噴出高溫高壓的燃氣,同時,燃氣對飛機施加向前的推力,使飛機前進。螺旋槳式是發動機驅動螺旋槳旋轉,一是螺旋槳扭曲一個角度,類似於風扇的扇葉,螺旋槳轉動時,將空氣向後推出,對空氣有向後的推力,同時,空氣對螺旋槳產生向前的推力;二是螺旋槳槳葉的形狀與機翼一樣,也是一面(前面)凸出,一面(後面)平,所以,螺旋槳旋轉時,也產生類似機翼升力的效果,受到空氣向前的壓力。空氣的推力和壓力使螺旋槳前進,進而,帶動飛機前進。
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升空飛行的。首先,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一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:流體在一個管道中流動時,流速大的地方壓力小,流速小的地方壓力大。 如果兩手各拿一張薄紙,使它們之間的距離大約4~6釐米。然後用嘴向這兩張紙中間吹氣,你會看到,這兩張紙不但沒有分開,反而相互靠近了,而且用最吹出的氣體速度越大,兩張紙就越靠近。
飛機的升力絕大部分是由機翼產生,尾翼通常產生負升力,飛機其他部分產生的升力很小,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升力。這樣重於空氣的飛機藉助機翼上獲得的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升力的60-80%左右,下表面的正壓形成的升力只佔總升力的20-40%左右。
根據氣流的連續性原理和伯努利定理可以得知,機翼上方的壓強比機翼下方的壓強小,也就是說,機翼下表面受到向上的壓力比機翼上表面受到向下的壓力要大,這個壓力差就是機翼產生的升力。