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飞机飞行的原理!
时间:2024-12-23 18:42:31
答案

一、机翼的浮力

伯努利原理:在流体中,流速加快时,压力会减弱;流速减慢时,压力则会增大。这一原理解释了为何流体中的物体会向流速较快的地方移动。

机翼切面原理:

A. 图1展示了一个典型的翼切面。由于上表面的距离较长,下表面的距离较短,空气流线在机翼后方分成两部分。在相同速率下,通过上表面的空气流速较快,空气压力较小,从而产生向上的升力。为了观察气流情况,可以通过“烟洞”实验。

B. 通常,气体具有一定的黏性,导致通过物体的空气流线在物体表面产生切向力。与物体最接近的空气流线速度为零,到后方则恢复到原有速度。这一速度由零到原有的气流称为边界层流,而边界层流在后方与机翼表面分离,分离点称为分离点,此处气流形成扰流。

C. 空气接触方式:以风筝为例,如果风筝与风向垂直,则只能一直前进。如果与风向成一定角度,则会不断上升。这一角度称为攻角。图2-2中,A表示向上的力,B表示前进的推力,C表示与风筝版面平行的摩擦力(即阻力)。升力是A和B合力的结果。

在一定角度内,攻角越大,升力越大,升力系数与攻角成线性关系。然而,超过这一角度,升力会急剧下降,阻力上升,这种现象称为失速。

D. 机翼切面原理同样适用于旋翼机(如直升机)的旋翼。

二、引擎的动力

航空器分为轻航空器和重航空器。轻航空器利用比空气轻的气体飞行,而重航空器则依赖速度(即相对空速)飞行。

引擎原理:

A. 涡轮喷气引擎:该引擎的核心部分包括压缩段、燃烧室和涡轮。压缩段将空气压缩后送入燃烧室,燃料与空气混合燃烧,产生高温高压气体。这些气体向后喷出,形成推力,并驱动涡轮机旋转,进而带动压缩段。

B. 涡轮风扇引擎:为了提高低速民航机的效率,人们在涡轮喷气引擎前方增加了风扇,与涡轮机相连。风扇转动时,吸入大量空气,增加推力,并减少前方空气阻力。这种引擎类似于螺旋桨的原理,通过特殊形状的叶片使前方空气流速加快,压力减小,从而前进。

结论:

自古以来,人类一直尝试飞上天空,如今梦想已成为现实。从早期的飞船和热气球,到超音速飞机和太空梭,人类飞行已不再是梦想。正如古代预言家所言,现代交通已变得如此便捷,仿佛“天涯若比邻”。尽管我们无法像小鸟一样自由飞翔,但个人飞行器的发明正逐步实现这一梦想。未来,飞行可能会成为一种休闲活动。虽然达芬奇的翅膀并未成功,但他的设计启发了科学家,相信实现飞行梦想的日子不会太远。

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