飞机为什么能飞起来
伯努利原理。
到目前为止,对升力最流行的解释是伯努利原理,这是瑞士数学家丹尼尔·伯努利(Daniel Bernoulli)在1738年发表的专著《流体动力学》(Hydrodynamica)中提出的一种原理。简单地说,伯努利原理指出:流体的压力会随着速度的增加而减小,反之亦然。
飞机的机翼上方有一种特殊的凸起,专业术语称为翼型(airfoil)。因为这种弯曲的存在,与流经机翼平坦下表面的空气相比,流经弯曲上表面的空气速度更快。科学家认为,按伯努利原理,机翼上表面流体速度的增加导致那里的气压降低,以此产生了向上的升力。
无论是风洞实验(主要观察由烟气粒子显示出的轨迹流线)、喷管还是文丘里管(Venturi tubes,一种真空发生装置)等实验,都给出了海量的经验数据。这些数据有力地证明了伯努利原理的正确性。然而,伯努利原理本身并不能完全解释升力。尽管实际经验表明,在弯曲的表面上空气流动的速度确实更快,但伯努利原理却无法解释为什么会出现流速变快的现象。换句话说,这个定理并没有说明机翼上方的高流速是如何产生的。
飞机由五个主要部分组成:机翼、机身、尾翼、起落装置和动力装置。
机翼的主要功用是为飞机提供升力,以支持飞机在空中飞行,也起一定的稳定和操纵作用。在机翼上一般安装有副翼和襟翼。操纵副翼可使飞机滚转;放下襟翼能使机翼升力增大。另外,机翼上还可安装发动机、起落架和油箱等。机翼有各种形状,数目也有不同。在航空技术不发达的早期为了提供更大的升力,飞机以双翼机甚至多翼机为主,但现代飞机一般是单翼机。
尾翼包括水平尾翼(平尾)和垂直尾翼(垂尾)。水平尾翼由固定的水平安定面和可动的升降舵组成(现代战斗机的整个平尾都是可动的控制面,不再设专门的升降舵)。垂直尾翼则包括固定的垂直安定面和可动的方向舵。尾翼的主要功用是用来操纵飞机俯仰和偏转,并保证飞机能平稳地飞行。
动力装置主要用来产生拉力或推力,使飞机前进。其次还可以为飞机上的用电设备提供电源,为空调设备等用气设备提供气源。
现代飞机的动力装置主要包括喷气式发动机和活塞发动机两种,应用较广泛的动力装置有四种:航空活塞式发动机加螺旋桨推进器;涡轮喷气发动机;涡轮螺旋桨发动机;涡轮风扇发动机。随着航空技术的发展,火箭发动机、冲压发动机、原子能航空发动机等,也将会逐渐被采用。动力装置除发动机外,还包括一系列保证发动机正常工作的系统,如燃油供应系统等。
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