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飛機能飛上天,特別是上升時,主要是靠機翼與水平方向產生夾角向下切割空氣而獲得的升力,就像電風扇一樣,為什麼問起飛機飛行原理時很多人只提及上下氣壓差的那一點點升力?
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  • 1 # 軍武資料庫

    哈哈,W的專業問題。

    飛機的升降並不是靠機翼的夾角切割空氣實現的——那樣的效率太低了。是靠升降舵來實現升降的。

    一般的常規佈局飛機,升降舵位於水平尾翼上。

    ……

    ……

    ……

    W君還是先普及下基礎知識吧。

    飛機一般會有5個翼面:兩個主翼,一個垂直安定面(垂直尾翼),兩個個水平安定面(水平尾翼)。

    飛機的升力中心一般和飛機的重心接近甚至重合,這樣機翼的升力就可以最大限度的臺升飛機抵消飛機所受到的重力——飛機就能夠飛起來。

    而飛機上升和下降是依靠水平尾翼上面的升降舵在氣流中產生的力矩使得飛機在上下軸線上進行轉動。這樣就表現出飛機是爬升還是俯衝了。

    這個升降舵在飛機上的術語叫做——控制面。

    為何在飛機尾部?根據槓桿原理,離重心越遠的控制面效率就越高。因此大部分飛機的升降舵就在機尾(這也解釋了為什麼鴨式佈局的飛機鴨翼最好在別人的飛機上的論斷,鴨翼通常太靠近重心。)

    為何不是靠機翼和空氣的夾角切割空氣獲得升力?和行進方向的夾角勢必會擴大飛機機翼所受到的助力。飛機上有兩個關鍵指標:我們常說的“推重比”,還有一般人不知道的“升阻比”。升阻比是衡量飛機效能的重要依據,如果利用夾角獲得升力那麼升阻比勢必就會減小,整個飛機的飛行效率就會大幅度降低。小升阻比的飛機油耗嚴重速度還慢的很。因此沒有設計師犯傻那麼去設計飛機的。而且這樣的控制方式會讓飛機難以穩定飛行,直到——F-16的出現。

    F-16是第一架靜不穩定設計的飛機。也就是說在所有的垂直安定面和水平安定面不做動作的時候F-16是會有上竄下跳的傾向的,根本無法保證水平直線飛行。F-16的水平直線飛行是靠飛控計算機進行不間斷的修正才做到的。但這樣的好處是一旦F-16動起來,那麼敏捷性是超級高的。飛機的設計嘛就是在不斷顛覆常理,也或許有一天真有靠切割空氣產生升力的設計。

  • 2 # 水鏡曉先生

    實際上,上表面的速度的確非常快,但是速度遠遠超過的下表面的速度,所以前者就可以排除了後者則是把機翼上表面忽略掉,如果看一下客機的擾流板,在地面就算沒有完全開啟都會抵消絕大部分的升力,而且都在上方。如果這個理論正確,那麼擾流板應該是開在下方的,所以也不成立。

    除了伯努利外,空氣還擁有壓縮性。這在M0.3內並不明顯,但是在M0.3以上卻幫了大忙,也是壓差的主要來源。實際上,機翼上的受力與流場從微觀分析是極其複雜的,機翼不僅會使氣流在後緣向下,甚至會在前緣讓空氣“吸”到上表面,這就牽扯到很多的東西了,在此篇幅有限就不多贅述了。

    為了超音速,還誕生了一系列的極端機翼,因為超音速在當時還沒有研究完全,像是F-104的機翼前緣甚至可以用來切菜,這也導致了這架戰鬥機極差的低速效能。所以說,機翼的升力主要來源於壓差,而不是其他的什麼東西。因為機翼上牽扯到了許多的理論,其中還有這人類的未解難題之一:NS方程,如果不想深究的話,這條路上還是點到為止吧!

  • 3 # 嫻妹談兵

    關於升力,最常見的一種說法是

    機翼上下表面空氣流速不同,總壓 = 靜壓 + 動壓。

    流速越快動壓越高,總壓不變靜壓減少,靜壓差帶來升力。

    質量守恆與連續性方程。

    一個流管中,無論截面如何變化,任何一點流量不變,截面積變小則流速增大,靜壓減小,動壓增大。

    機翼切割空氣,本質上帶來的是上下翼面流速的差異。

    我們假定機翼在一個管道中行進,根據機翼的迎角不同,上翼面的管道截面積會小於下翼面的管道截面積,而根據上下翼面總壓相等的原則,上翼面流速增大後,靜壓就減小了。於是上下翼面就有壓力差了。

    當然我們也知道,上下翼面氣流會交匯,這是因為上下翼面有壓力差,高壓區的空氣會流向低壓區。而力的作用是相互的,高壓區的空氣流向低壓區,也給了機翼一個力。

    這兩種力實際上就是一個東西。

    而螺旋槳可以看作是一個升力過剩的機翼,要是飛機機翼的升力足夠高,是不是飛機會直線上升?

    說到這肯定會有人問:既然直升機螺旋槳提供的力和固定翼飛機機翼提供的力是一種原理,那為什麼直升機的氣動效率要低得多呢?

    這就得從機翼升力的公式來分析了。

    最基本的升力公式是:F = p * v²* C * S

    其中F為升力,p為空氣密度,V為速度,C為升力係數,S為翼面面積。

    螺旋槳也是一種翼面,但是其面積遠遠小於固定翼機翼。但是直升機的螺旋槳面積又不能太大,所以其效率低。

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