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1 # 夜夜寧
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2 # 青梅煮碼
主要動力:
空氣動力 和 推進力
具體原理:
1.空氣動力學
空氣動力學(Aerodynamics)是流體力學的一個分支,主要研究物體在空氣或其他氣體中運動時所產生的各種力。我們來看一下飛機機翼的橫截面,很明顯上方邊緣弧度比下方要大。這也就意味著,如果氣流分為兩股分別從上下方經過,上方的氣流要經過的距離更遠,也就是說,經過機翼上方的這股氣流的流速要比經過機翼下方的氣流流速大。
有些人應該學到過伯努利效應( Bernoulli Effect)吧,沒有聽過也不要緊,大藍一句話就能給你解釋清楚,說白了就是包括氣體在內的所有流體在流動時,流速越大,產生的壓強越小,流速越小,產生的壓強越大。這完美地解釋了飛機機翼是如何受力的。機翼上表面受到的壓力遠小於下表面受到的壓力,就產生了向上的升力。
2.推進力
那麼你知道升力是如何產生的了,當然,如果要想產生升力,一個首要的條件就是要有氣流,也就是說,機翼要在空氣中穿過。再講白一點就是飛機得往前移動唄!那麼怎麼才能往前呢?自然是給力呀!這時候飛機引擎就派上用場了,引擎產生的推進力(Propulsion)讓機翼在周圍環繞的空氣中穿行,由此產生了縱向壓力差,也就是升力。這時,基本就達到了一個平衡狀態,水平方向的推進力和相對的空氣阻力,以及垂直方向的向上的升力和向下的重力。
3.可能會問:
①關了引擎也能飛?
其實即使在空中引擎停止工作了(不要擔心,這是很罕見的情況!),飛機仍然可以向前滑翔很長一段距離。每次在快接近目的地的時候,我們都會降低引擎的推進力,以達到減速目的。通常飛機降落需要20分鐘左右,而取決於不同型號,飛機可以繼續向前滑行大約220公里。所以,在下降期間,其實我們相當於坐在一個大滑翔機裡哦!
②機翼元件是不斷在變化的嗎?
如果你的座位在機翼附近,那麼你可以觀察下在飛行中機翼元件的變化了,大部分能變化的部件都集中在機翼後方。機翼的設計是為了在常規飛行速度下提供最佳的上升力,我們稱之為巡航速度。對於噴氣機來說,巡航速度為每小時850公里。當然,我們不可能以這麼高的速度起飛或降落,不然得需要建造一條超長跑道了……
升力的大小取決於兩個因素:飛機的速度和機翼的弧度。我們在起飛和降落時會調整機翼的弧度,從而使機翼提供更大的升力。調整的方法就透過襟翼的變化。所謂襟翼(flap),就是飛機機翼上可以一點點延伸出來的長板子。成功起飛後,在飛機加速期間,襟翼會被收起來。
④飛機怎麼轉向?
知道飛機如何能飛起來了,那麼它又是如何轉向的呢?這就要靠機翼後緣兩邊對稱的可以調整角度的面板了,這也就相當於船上的舵。我們透過這塊副翼(Ailerons)調整一邊的機翼弧度,使兩邊的機翼所受升力產生差異,這樣飛機便可以向一邊轉向了。比如,需要左轉時,我們把右側機翼的副翼降低,產生更大的弧度和升力,左邊的機翼就會相應被壓低,達到轉向目的。
⑤機翼還能協助減速?
在機翼的上方還有幾塊可以翹起來的長板子,這就是我們所謂的“減速板”(Speed Brakes),當減速板翹起來時,會增加空氣阻力並擾亂機翼上表面的氣流,減小升力,協助飛機減速下降。
回覆列表
飛機起飛的原理是根據伯努利流體力學的原理,透過機翼的形狀產生壓力差,從而形成一個升力。
具體原理如下:
伯努利原理往往被表述為:這個式子被稱為伯努利方程。式中,P為流體中某點的壓強,v為流體該點的流速,ρ為流體密度,g為重力加速度,h為該點所在高度,C是一個常量。
從上式我們可以看出流體的流速和密度越大,壓強就越小。飛機機翼就是運用了這個特性。
下面是飛機機翼的截面圖:
從上圖我們可以看到機翼上下兩面的形狀是不一致的。飛機飛行時機翼周圍空氣的流線分佈是指機翼橫截面的形狀上下不對稱,機翼上方的流線密,流速大,下方的流線疏,流速小。由伯努利方程可知,機翼上方的壓強小,下方的壓強大。這樣就產生了作用在機翼上的方向的升力。具體情況如下圖: