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飛機為什麼可以飛起來?是什麼原理呢?

先把飛機定義搞清楚。飛機是指具有一具或多具發動機的動力裝置產生前進的推力或拉力,由機身的固定機翼產生升力,在大氣層內飛行的重於空氣的航空器,按照其使用的發動機類型又可被分為噴氣飛機和螺旋槳飛機。按此定義,靠旋轉翼產生升力的直升機不是飛機。飛機、直升機還有導彈等能在空中飛的物體叫飛行器。

飛機飛行與風箏飛行是一個道理,只不過不用你拉著跑了,其向前的動力由發動機提供,它相對於空氣的速度越大,角度越大,其豎直方向的分力也越大,也就是升力越大,當然,角度越大,其水平方向的分力也越大,空氣阻力也就越大,要達到相同的水平速度,對發動機的功率要求也就越大。相反,角度越小,其豎直方向的分力越小,升力也越小,要想達到相同的升力,速度要求就越高。這就需要飛機的角度取值在一個合理的最佳範圍內。

為了使飛機達到足夠的速度,需要通過發動機給飛機加速。而加速的過程是緩慢的,畢竟飛機是一個龐然大物,即便有的發動機一台的推力就可以達到四十、五十噸,但是推動一台幾百噸重的飛機往前移動,加速度依舊是很慢,所以需要一段很長的跑道逐漸加速,直到速度達到之後才可以起飛。

飛機之所以能飛起來,歸根結底來自機翼提供的升力,固定翼飛機如此,旋轉翼飛機也是一樣的道理。至於升力的產生原理,這個就牽涉到大學裡的一門比較難懂的課程《流體力學》中的一個知識——伯努利原理。

伯努利原理的實質是流體的機械能守恆,或者用公式來表達就是流體的動能、重力勢能與壓力勢能之和為常數。用這個原理我們可以推論出流體流速非常快時,壓強就會變得很小;相反的,流速慢時,壓強相對較大。用這條推論就可以解釋為什麼飛機機翼會產生升力。

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飛機靜止的時候,流過機翼表面的速度為0,此時飛機的升力也為0。當飛行員啟動飛機發動機,飛機開始向前運動,機翼切割空氣產生相對氣流,此時機翼開始產生升力,並且升力隨著飛機滑跑速度的增大而快速增大。直到某一時刻,飛機的升力等於飛機自身的重力的時候,飛行員拉杆使飛機抬頭,飛機便可以上天了。

當飛機飛行時,機翼在空氣中運動,將前方的空氣分割成上下兩層,上表面氣流通道窄,氣流速度快,壓力變小。下表面氣流通道較寬,氣流速度較慢,相對壓力較大,於是產生升力。

所以,飛機只有在飛行的時候,機翼才可以產生升力。

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