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1、高原地區(qū)為什么被稱為直升機禁區(qū)?原因是什么呢?
2、飛機能輕松上萬米高空,飛到高原卻很
本篇文章給大家談?wù)劇陡咴惋w機》對應(yīng)的知識點,希望對各位有所幫助。
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- 1、高原地區(qū)為什么被稱為直升機禁區(qū)?原因是什么呢?
- 2、飛機能輕松上萬米高空,飛到高原卻很困難,那么高原機場安全嗎?
- 3、高原地區(qū)為什么被稱為直升機禁地呢?
- 4、為什么飛機可以在萬米高空飛行,而在高原上卻動力不足?
高原地區(qū)為什么被稱為直升機禁區(qū)?原因是什么呢?
1.高原風(fēng)大。畢竟風(fēng)沙可以到達直升機內(nèi)部,給直升機帶來致命傷害。那么,在高原山區(qū),不僅天氣多變,環(huán)境也復(fù)雜多變。在漫天的風(fēng)沙和濃霧中,直升機只能依靠儀器設(shè)備進行導(dǎo)航。再者,高原和山區(qū)導(dǎo)航基站少,通信信號差,儀器精度低。飛行員本人在缺氧的環(huán)境中也會極度疲憊,如果有任何不良反應(yīng),完全有可能導(dǎo)致飛機墜毀死亡。
2.高原區(qū)域空氣稀薄,機翼產(chǎn)生的升力不夠。根據(jù)科學(xué)家提供的數(shù)據(jù),直升機超過4公里時,機翼的升力會下降30%左右。為了讓直升機飛得更平穩(wěn),發(fā)動機必須加大功率,加速機翼轉(zhuǎn)動,以獲得足夠的升力。所有現(xiàn)代直升機發(fā)動機都是熱機,因此增加功率意味著增加燃燒效率和燃料量。高原區(qū)域含氧量很低,海報3公里以上的地方空氣稀薄,含氧量只有平原地區(qū)的一半,直升機機翼升力下降嚴(yán)重。如果直升機發(fā)動機不太硬或者氣動布局不優(yōu)秀,直升機肯定是很難飛起來的。
3.高原天氣多變,環(huán)境復(fù)雜。高原的時候,幾分鐘前還是晴天,轉(zhuǎn)眼間就變得狂風(fēng)暴雨,周圍能見度迅速下降。在這種環(huán)境下開直升機和霧天開汽車高速沒什么區(qū)別,非常不安全。第三,高原氣流不穩(wěn)定。直升機飛行時怕顛簸。此時,直升機在飛行時處于靜平衡狀態(tài)。一旦平衡被打破,如果飛行員來不及反應(yīng),就會導(dǎo)致飛機墜毀,人員死亡。此外,沙塵暴在高原地區(qū)肆虐。如果沙子滲入直升機,會造成機械磨損,油路不暢。被吸入進氣口后,還會傷及高速旋轉(zhuǎn)的渦輪葉片,降低直升機的發(fā)動機功率。
4.高原山區(qū)導(dǎo)航基站少,通信信號差,儀器誤差大。飛行員全神貫注,一刻也不敢大意。不僅飛機缺氧,機組人員也缺氧!缺氧時,人會頭暈?zāi)垦?,筋疲力盡,甚至出現(xiàn)不良反應(yīng)。這一切都是對船員身心的嚴(yán)峻考驗。畢竟人不是鋼,都是肉。先進的設(shè)備和飛行控制軟件可以顯著提高安全性,如先進的導(dǎo)航儀、微光夜視和紅外設(shè)備,可以大大減輕飛行員的負(fù)擔(dān)。
飛機能輕松上萬米高空,飛到高原卻很困難,那么高原機場安全嗎?
我們平時乘坐的普通民航飛機可以在萬米的高度飛行,那么我們有沒有在高原上坐飛機的經(jīng)歷呢?你知道嗎,飛機和人一樣,在高原上稀薄的空氣中,很容易產(chǎn)生不適,動力不足的情況,飛機可以適應(yīng)數(shù)萬米的海拔高度,為什么不能適應(yīng)高原的氣候呢?由于它容易動力不足,我們能在高海拔安全飛行嗎?
飛機可以飛到一萬米高,但在高原上動力不足。高原機場真的安全嗎?飛機能夠飛向天空,實際上主要是依靠飛機發(fā)動機的動力和飛機的升力,這兩種力結(jié)合起來幫助飛機飛行。飛機不能飛到克服重力,以及需要在流程引擎動力飛機,大功率輸出通過與最大升力,飛機,飛機可以慢慢從地上起來,當(dāng)飛機離開了地面,不再受地面造成的阻力,飛機向前飛行,或向上飛,這取決于發(fā)動機的動力和飛機的升力。讓我們來看看飛機的發(fā)動機是如何為飛機提供動力的。
飛機的發(fā)動機原理是先由進氣口風(fēng)扇吸入空氣,然后通過壓氣機級聯(lián)壓縮空氣至高壓,在供應(yīng)燃燒室中,并混合燃料燃燒,油箱產(chǎn)生高溫高壓氣體,通過渦輪,然后通過燃燒室后面的多級壓力,最后通過高速噴射噴嘴,巨大的反向推力,這就是飛機繼續(xù)飛行的動力。因此,為了保持飛機引擎的工作,它需要空氣中的氧氣。
但是為了讓飛機飛行,它需要它的引擎給它速度。它還需要翅膀來保持漂浮,這意味著它需要一個升力。你認(rèn)為機翼只是一個簡單的部件嗎?這實際上涉及到很多物理問題。它的形狀是一個凸的上表面和一個平坦的下表面。由于機翼的上表面是凸形的,空氣在上表面的傳播時間要比在下表面的傳播時間長,而且根據(jù)流體連續(xù)性的規(guī)律,上表面的空氣移動得更快。和流體力學(xué)伯努利定理的解釋,所以機翼上表面的空氣壓力會更小,這是壓力的方向,但機翼表面的空氣壓力,這壓力比上面大,壓力和壓力,因此給飛機一個向上的升力。
高原地區(qū)為什么被稱為直升機禁地呢?
高原地區(qū)空氣稀薄,機翼產(chǎn)生的升力不夠。根據(jù)科學(xué)家提供的數(shù)據(jù),直升飛機超過四千米,機翼升力就會下降30%左右,為了讓直升機更平穩(wěn)地飛行,發(fā)動機必需提高功率加速機翼旋轉(zhuǎn)以求獲得足夠的升力?,F(xiàn)代的直升機發(fā)動機都是熱機,提高功率也就意味著加大燃料的燃燒效率和數(shù)量。高原地區(qū)含氧量非常低,海報超過三千米的地方空氣稀薄,含氧量只有平原地區(qū)的一半,直升飛機機翼的升力下降嚴(yán)重。如果直升機發(fā)動機不過硬或者氣動布局不優(yōu)秀,直升機肯定難以飛動。
第二個原因是,高原地區(qū)天氣多變,環(huán)境復(fù)雜。在高原,前幾分鐘還是風(fēng)和日麗,轉(zhuǎn)眼就能變得狂風(fēng)驟雨,四周可見度迅速降低。直升機在這種環(huán)境飛行,無異于汽車在大霧霾天高速行駛,非常不安全。第三,高原氣流不穩(wěn)。直升機在飛行的時候很害怕亂流。因為此時直升機飛行的時候處于靜態(tài)平衡,一旦平衡打破,飛行員來不及反應(yīng)的話就會造成機毀人亡。此外,高原地區(qū)風(fēng)沙肆虐,如果沙子鉆入直升機內(nèi)部會造成機械磨損,油路不暢,被吸入進氣道后還會打傷高速旋轉(zhuǎn)的渦輪葉片,降低直升機的發(fā)動機功率。
高原地區(qū)的晝夜溫差很大,早晚溫差可以達到30多度。這樣急劇變化的氣溫會損壞斷裂橡膠部件,使得飛機漏油漏氣。低溫甚至?xí)够驼扯茸兇?,燃油難以汽化,機翼結(jié)冰,增加飛行重量。甚至造成飛機迅速抖動,這種抖動這對于飛行員來說是痛苦的體驗。并且高原山區(qū)導(dǎo)航基站很少,即使有的話通訊信號也非常差,儀表容易出現(xiàn)誤差。飛行員本來就在缺氧的環(huán)境下飛行,身體會出現(xiàn)一些不適,在這基礎(chǔ)上還需要全神貫注地盯著儀表,身體就更加不舒服了。
綜上所述,直升機難以飛上高原是因為直升飛機機翼原理和高原氣候多變,所以高原也就被稱為直升機的禁區(qū)。
為什么飛機可以在萬米高空飛行,而在高原上卻動力不足?
去過青藏高原的朋友們,肯定對那里稀薄的空氣印象深刻,稍有運動量較大的行為,甚至有人停下來不動,都會大口地喘氣,有時還會出現(xiàn)眩暈、惡心等感覺,這就是高原反應(yīng)的典型反應(yīng)。不但人類在高原上如此,飛機在高原上也會出現(xiàn)“高原反應(yīng)”,無論是在高原上起飛或者降落,飛機的運行都要比海拔的平原地區(qū)困難得多。那么,為什么飛機在空氣更加稀薄的萬米高空能夠順暢飛行,在高原上卻動力不足呢?
飛機能夠起飛,其原理簡單來說,就是通過發(fā)動機提供的推力,以及機翼上下緣產(chǎn)生的空氣壓力差提供的升力來實現(xiàn)的。我們通過飛機機翼的橫截面可以看出,其上側(cè)邊緣的弧度要明顯比下側(cè)的大,當(dāng)飛機向前行進時,機翼會將前方的氣流分為上下兩股,由于上方弧度大,因此氣流所通過的路程要比下方遠(yuǎn),空氣的流動速度也較快,按照伯努力定理,上方氣流對機翼產(chǎn)生的壓力也較小,這樣對機身來說,就產(chǎn)生了一個向上的“托舉力”,這個向上的升力確保飛機能夠順利升空。
當(dāng)機翼的面積增大時,對機身產(chǎn)生同樣大小的升力,所需的迎角也就越小,飛機也越容易爬升,與此同時,飛機所受到的空氣阻力也相應(yīng)增大,在一定程度上阻礙了飛機的爬升。因此,在飛機的設(shè)計階段,必須在飛機的發(fā)動機推力、機翼面積和角度方面取得一定的平衡,以取得最理想、最經(jīng)濟的飛行迎角和升阻比,即保證在單位推力之下有較高的行進速度,又確保升力的增大要有效大于阻力增大的程度,即高效的升阻比。
根據(jù)機場海拔高度的不同,我們將機場劃分為兩大類別,即高原機場和非高原機場,二者以海拔1500米為界,而在高原機場中又將海拔大于2438米的稱為高高原機場,之所以這么劃分,是因為飛機在不同海拔高度起飛或者降落,其困難程度有著明顯的區(qū)別。之所以會產(chǎn)生這樣的差別,主要原因有以下幾個方面:
一是高海拔地區(qū)空氣稀薄,對發(fā)動機工況產(chǎn)生嚴(yán)重影響。拿平均海拔4000米以上的青藏高原來說,上面的空氣密度僅是海平面的60%左右,而飛機的發(fā)動機必須依靠吸進大量的空氣才能有效運轉(zhuǎn),在高原條件下,燃料的燃燒效率明顯下降,所以無論是起飛還是降落,在增速、減速方面所需要的時間就越長,所以高原機場的跑道要比平原機場長得多。
二是低密度的空氣使得飛行的機動性減弱。由于空氣密度較低,飛機在機場或者近機場的低空,在相同速度下機翼上下側(cè)所提升的壓力差變小,升力或者負(fù)升力下降,這就使得飛機調(diào)整機翼與水平面的角度所帶來的爬升、緩降的效果,明顯低于平原機場,而且飛機在圍繞機場做旋轉(zhuǎn)時,轉(zhuǎn)彎半徑變大。
三是飛機要確保正常飛行,必須對相應(yīng)的結(jié)構(gòu)進行調(diào)整優(yōu)化。比如,要強化發(fā)動機進氣扇和其它旋翼的旋轉(zhuǎn)速度、安裝更多的葉片、開啟增升裝置等,這樣在無形中又會增加飛機的負(fù)荷,也增大了前進時的阻力,致使發(fā)動機的有效推力降低,所以調(diào)整優(yōu)化的過程就是在這一對矛盾中尋求最佳的平衡點,這也是為什么高原機場通常都是起降經(jīng)過一定改造的“高原專用飛機”的原因。
四是高原機場的自然環(huán)境也相對惡劣。比如晝夜溫度大,經(jīng)常出現(xiàn)大風(fēng)、降雨和濃霧等問題,加上周圍的地形也相對復(fù)雜,對空氣的流動也會造成很多疊加影響,因此容易產(chǎn)生風(fēng)切變、亂流等情況,對飛機的正常起飛和降落產(chǎn)生較大干擾。
相比之下,飛機在萬米高空,雖然空氣變得更加稀薄,但是飛機已經(jīng)更得了很高的速度,在這種情況下,一方面發(fā)動機使用很小的功耗,就可以克服較小的空氣阻力。另一方面,在高速狀態(tài)下,一點兒迎角就可以產(chǎn)生較大的升力,從而與重力相平衡。因此,在萬米高空,飛機所受到的各方面阻力都變得更小,即使發(fā)動機由于空氣密度大幅減小而帶來推力的衰減,但也足以能夠維持飛機水平和垂直方向上的受力平衡。
關(guān)于《高原型飛機》的介紹到此就結(jié)束了。