飛機為什麼能飛
拋開這些原始簡陋的飛行器不說,人類最早發明出來投入實用的飛行器要屬1783年法國的蒙特哥菲爾兄弟完成人類首次熱氣球旅行。緊接著人類又在次年法國的羅伯特兄弟發明了世界上第一個飛艇。但無奈無論是熱氣球還是飛艇在當時都由於動力不足無法進行太遠距離的飛行,這一問題直到內燃機和發動機出現後才被相繼解決。可惜的是,這兩項發明很快就被飛行速度快,飛行距離遠,安全性高,佔地面積小的飛機所取代了。直至今日,飛艇和熱氣球成了一種娛樂使用的飛行器。
起飛
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美國的萊特兄弟在1903年製造出了第一架依靠自身動力進行載人飛行的飛機「飛行者」1號,並且獲得試飛成功。這開闢了20世紀是人類文明進化轉型的先鋒。不談我們之前提到的幾種利用浮力為基礎原理的飛行器,我們來試著解答這個問題:飛機到底是如何飛翔的呢?
除了少數特殊形式的飛機外,大多數飛機都由機翼、機身、尾翼、起落裝置和動力裝置五個主要部分組成。要知道飛機起飛的原理,先要知道流體力學中的一個基本原理:流速與壓力成反比。即空氣流動得越快,空氣的壓力就越小,反之亦然
而讓飛機飛起來的關鍵是讓空氣分子托起飛機,飛機通過確保機翼底部比頂部受到更多更強烈的空氣分子衝擊來做到這點。
在起飛過程中,機翼的曲面形狀和它們稍微傾斜的角度使得機翼底部可以受到更多空氣分子的撞擊(而且撞擊更加猛烈),所以機翼底部受到的壓力就上升了
而飛機能起飛的關鍵在於,更少的空氣分子撞擊機翼頂部而且撞擊的力度也更小了,機翼頂部的氣流減弱了。所以現在底部壓力大,頂部壓力小,飛機就被抬升。如果這個抬升的力足夠大,飛機就能離開地面飛向藍天。
但飛機是如何在天空上保持飛行的呢?這涉及到一個我們高中就學過的物理知識,牛頓定律。只要合外力為0,物體便可以保持勻速運動。儘管飛機在飛行的時候會受到很多力的影響,但是如果所有這些力都平衡的話,飛機就不會往下掉。
而在1939年美國工程師西科斯基發明出世界上第一架實用型直升機更不得了。它以降落方便,體型小巧贏得了人們的青睞。
身體前傾,會使人有向前的運動趨勢,這就是直升機前進的基本原理。主旋翼前低後高的傾斜,會使直升機身受到傾斜向前上方的作用力,這個力可以分解成向上、向前的兩個分力,向上的力使直升機在空中高懸,向前的分力使直升機前進。
在保持主螺旋槳轉速一定的情況下依靠改變主螺旋槳槳葉的傾角來調整機身升力的大小。駕駛員僅僅通過總距桿就可以完成這項操作。
當把總距桿向上提時,主螺旋槳的槳葉傾角增大,直升機上升;反之,直升機下降。而直升機需要保持當前高度時,將總距桿置於中間位置就可以了
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降落
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