飛機為什么能飛薄坏?可不是有個翅膀這么簡單
飛機為什么能飛喧久?
這個問題的答案好勤,可不是
因為飛機有機翼這么簡單
這背后的空氣動力學原理
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兩類航空器
航空器按飛行原理分類戴卜,可以分為輕于空氣的航空器和重于空氣的航空器兩大類逾条。輕于空氣的航空器,其飛行原理是空氣靜力學原理投剥,比如熱氣球师脂、飛艇,靠空氣的浮力升空江锨;而重于空氣的航空器主要遵循空氣動力學原理或反作用力原理吃警,以飛機為代表的固定翼航空器主要靠機翼的升力支持它在空中飛行。
伯努利定理
機翼上產(chǎn)生的升力是飛機與空氣相對運動的結(jié)果啄育,它基于空氣動力學兩個最基本的定理:流體連續(xù)性原理和伯努利定理酌心。理解了這兩個原理,飛機怎么飛起來的就好理解了挑豌。
瑞士科學家伯努利通過研究理想流體運動中速度安券、壓力、密度等參數(shù)之間關(guān)系找到了變化的規(guī)律氓英,即伯努利方程侯勉。簡單來說,就是流體的流速與其壓強成反比债蓝,在空氣中躯饿,當空氣流動得越快,空氣的壓力就越小缚宜。
直觀小實驗
一個簡單的小試驗犯弯,能幫你更直觀地理解伯努利原理。剪兩條等長等寬的紙條型圈。我們可以發(fā)現(xiàn)意澡,紙條不僅沒被吹開昙椭,反而吸在了一起。這就是伯努利原理的具體體現(xiàn)蒜丙。因為兩紙間的空氣流動因饥,壓力變小,而兩紙的外側(cè)一面的空氣沒有流動溯童,壓力相對增大请立,紙便被空氣往里“壓”了。
流體連續(xù)性
流體連續(xù)性原理求馋,可以簡單表述為:根據(jù)質(zhì)量守恒定理捐憔,當一定質(zhì)量的氣體流經(jīng)截面變化的管道時,在同一時段內(nèi)迫筑,流過任何截面的氣體質(zhì)量都是相等的宪赶。當空氣流速較低時,空氣密度變化很小脯燃,或者說空氣是不可壓縮的搂妻。這時,你可以想象辕棚,氣流穩(wěn)定地流過直徑變化的管子時欲主,每秒流入多少空氣,也流出等量的空氣坟募,所以管徑粗處的氣流速度較小岛蚤,而管徑細處較大。
機翼的奧秘
近距離觀察機翼構(gòu)造懈糯,不難發(fā)現(xiàn)飛機機翼上下兩側(cè)的形狀是不一樣的,上面的要凸一些单雾,而下面的則要平一些赚哗,這正是飛機升力產(chǎn)生的奧秘所在。
飛機滑跑和飛行時乐慌,機翼與空氣做相對運動妈唯,可以認為空氣沿機翼流動。氣流流過翼剖面時飘含,可以想象翼剖面放在一個空氣構(gòu)成的大流管中燃悍。
就這樣飛起來
空氣流經(jīng)翼剖面時,相同時間內(nèi)鼓笨,翼剖面上側(cè)的空氣比下側(cè)的空氣流過了更多的路程箭瘫,也就是說上側(cè)空氣流速快、壓強小锰胀,下側(cè)空氣流速慢猩吕、壓強大艺崔,這就使飛機產(chǎn)生了一個向上的升力。
機翼上眾多翼剖面的升力之和構(gòu)成了機翼的總升力脸掘。而當飛機滑跑到一定速度藕壹,升力超過了飛機重力的時候,飛機就飛起來纷臊。
直升機的的旋翼槳葉相當于旋轉(zhuǎn)的機翼椿访,遵循類似的空氣動力學原理,但旋翼上的空氣動力現(xiàn)象就要比飛機機翼上的復雜得多虑润。
來源:航空工業(yè)
資料源:航空工業(yè)洪都成玫、中國航空報社
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