【簡(jiǎn)介：】這個(gè)問(wèn)題力學(xué)老師曾經(jīng)講過(guò)，先說(shuō)結(jié)論，后科普原理。
如果將普通飛機(jī)做大10倍，包括發(fā)動(dòng)機(jī)等所有的細(xì)節(jié)零件同比例放大10倍，這樣制造出來(lái)的飛機(jī)很可能飛不起來(lái)，即使僥幸飛起來(lái)，在性能
這個(gè)問(wèn)題力學(xué)老師曾經(jīng)講過(guò)，先說(shuō)結(jié)論，后科普原理。
如果將普通飛機(jī)做大10倍，包括發(fā)動(dòng)機(jī)等所有的細(xì)節(jié)零件同比例放大10倍，這樣制造出來(lái)的飛機(jī)很可能飛不起來(lái)，即使僥幸飛起來(lái)，在性能上也根本無(wú)法滿足實(shí)戰(zhàn)需要。
試想，如果等比例放大的方案可行，那么任意一家玩具飛機(jī)廠多用點(diǎn)材料就可以生產(chǎn)運(yùn)9、運(yùn)20等大型運(yùn)輸機(jī)了，即世界上能夠制造玩具飛機(jī)的國(guó)家就可以生產(chǎn)大飛機(jī)，答案顯然不是這樣的。
實(shí)際上目前能夠制造200噸以上的大型軍用運(yùn)輸機(jī)的僅有美國(guó)、俄羅斯、烏克蘭和我國(guó)四個(gè)國(guó)家，這也是我國(guó)無(wú)數(shù)科研工作者努力奮戰(zhàn)的結(jié)果。
飛機(jī)無(wú)法等比例放大與以下的幾個(gè)方面有關(guān)：1、根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)原理，空氣有粘性，飛機(jī)表面不光滑，飛機(jī)就一定會(huì)受到阻力。飛機(jī)的阻力可以分為摩擦阻力、壓差阻力和誘導(dǎo)阻力等，阻力f=1/2XSC^2，其中C為阻力系數(shù)，和飛機(jī)的迎角、飛機(jī)形狀以及表面的光滑程度有關(guān)，C是飛機(jī)的速度，S為面積。
從以上公式就可以看出問(wèn)題，阻力是與面積成正比的，也就是尺寸的二次方，而動(dòng)力輸出并不是和尺寸的二次方成正比，重力和體積成正比，也就是尺度的三次方，所以力學(xué)參數(shù)變化并不是成正比的。
中期結(jié)論:等比例放大后的飛機(jī)受力很難達(dá)到平衡，無(wú)法飛行。
2、材料強(qiáng)度并不是和尺度成正比。材料的尺度增加為10倍，并不代表材料的強(qiáng)度增加為10倍，飛機(jī)的強(qiáng)度，操控性，穩(wěn)定性等方面必然不滿足要求。而且有些部位并不需要等比例的增加，比如機(jī)身外殼有5mm的鋁殼就可以滿足要求，換成5cm的鋁殼就沒(méi)有必要。
這樣的飛機(jī)很難起飛，我想沒(méi)有試飛員會(huì)愿意飛這樣的飛機(jī)。
中期結(jié)論:飛機(jī)機(jī)械強(qiáng)度等不滿足要求
3、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出不滿足要求
飛機(jī)各個(gè)部件成比例放大十倍后，重量也會(huì)變?yōu)樵瓉?lái)的十倍，但是發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出并不會(huì)因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)尺寸變大十倍，就增加十倍。燃燒室能否承受住更高的溫度，動(dòng)力輸出軸和渦輪的強(qiáng)度能否滿足要求等都是問(wèn)題。
最終結(jié)論:飛機(jī)放大十倍后不僅動(dòng)力學(xué)上不能達(dá)到平衡，機(jī)械強(qiáng)度以及發(fā)動(dòng)機(jī)性能等方面也無(wú)法達(dá)到要求。
今天的科普就到這里了，更多科普歡迎關(guān)注本號(hào)！
航空航天專業(yè)的同學(xué)來(lái)回答這一題！我先告訴你答案：大飛機(jī)不是把小飛機(jī)放大就行了的，這么做出來(lái)的飛機(jī)不是飛不起來(lái)，就是飛不了幾次就壞掉了。
形狀相同但大小不同的機(jī)械在性能上差異及其巨大。我舉個(gè)最簡(jiǎn)單的例子。比如說(shuō)下面這幅圖里面的東西叫做“蓋玻片”，簡(jiǎn)單說(shuō)就是一小塊玻璃片，相信在初高中用過(guò)顯微鏡的朋友應(yīng)該都見(jiàn)過(guò)。
如果我們把這塊小玻璃片立起來(lái)，輕輕推倒，那么這塊小玻璃片極大概率是毫發(fā)無(wú)損。但是如果我們把這一小塊玻璃片放大幾十倍，那就是一塊窗戶玻璃了，請(qǐng)問(wèn)一塊窗戶玻璃立起來(lái)再推倒之后，這塊玻璃會(huì)怎么樣呢？相信有生活經(jīng)驗(yàn)的朋友都知道，窗戶玻璃早就碎了。
之所以會(huì)這樣，是因?yàn)橐粋€(gè)物體容不容易壞往往跟“截面”這個(gè)概念有關(guān)，比如說(shuō)我們看一根繩子容易不容易拉斷，主要看繩子的截面積，截面積越大，繩子就越不容易被拉斷，而不是看整個(gè)繩子有多重（如下圖所示）。所以物體的力學(xué)性質(zhì)是一個(gè)隨著物體尺寸變化而呈二次方關(guān)系上漲的量。
而物體的很多物理性質(zhì)，比如說(shuō)重量，則是跟“體積”這個(gè)概念有關(guān)——體積我們都知道，這是描述物體三維性質(zhì)的，所以是一個(gè)會(huì)隨著物體尺寸變化而呈三次方關(guān)系上漲的量。
所以道理就很簡(jiǎn)單了：重量上去了，抗損傷的能力也上去了，但是抗損傷的能力沒(méi)有跟得上重量上漲的速度，所以相同形狀的物體越大越容易壞。
飛機(jī)等比例放大會(huì)面對(duì)嚴(yán)重的力學(xué)問(wèn)題。我們簡(jiǎn)單看下面兩張圖，一張是世界上最大的直升機(jī)米-26，一張是我們中國(guó)的小型直升機(jī)武直-10，大家看出來(lái)什么不同沒(méi)有？同樣是旋翼，但是米-26的旋翼整個(gè)都“耷拉”著，好像沒(méi)精打采的樣子，而武直-10的旋翼則很平直。
這可不是因?yàn)槊?26偷工減料了，而是因?yàn)檫@架直升機(jī)實(shí)在是太大了，僅僅是旋翼自身的重量就足以讓自己“壓彎了腰”。所以可想而知，真的飛起來(lái)的時(shí)候兩種不同大小的直升機(jī)面臨的力學(xué)問(wèn)題會(huì)相差多大。
同樣的，如果你只是把一架小飛機(jī)放大十倍，那么這么造出來(lái)的一架大飛機(jī)僅僅是自身重量就足夠把飛機(jī)本身壓垮，更加不用說(shuō)上天了。
以上的這個(gè)現(xiàn)象，我們一般稱之為“尺寸效應(yīng)”，雖然形狀完全一樣，但是因?yàn)槌叽绮煌宰罱K的性能完全不一樣。
舉一反三，在流體力學(xué)、燃燒學(xué)上面同樣有大量的“尺寸效應(yīng)”。同樣形狀但是尺寸不同的機(jī)翼，用同樣的速度飛行，產(chǎn)生的升力是完全不一樣的，甚至于會(huì)有質(zhì)的區(qū)別；同樣形狀的燃燒室，但是尺寸大小不同，內(nèi)部的燃燒現(xiàn)象也是兩碼事。
所以綜合起來(lái)看，僅僅靠放大尺寸就想把“小飛機(jī)”變成“大飛機(jī)”根本就是不可能的，你造出來(lái)的東西可能根本就飛不上天，或者沒(méi)飛幾下就散架了。
不知道這樣我說(shuō)明白沒(méi)有？歡迎大家點(diǎn)贊、評(píng)論、關(guān)注走一波呀！
