【簡(jiǎn)介:】 飛行原理簡(jiǎn)介
?。ㄒ唬?要了解飛機(jī)的飛行原理就必須先知道飛機(jī)的組成以及功用,飛機(jī)的升力是如何產(chǎn)生的等問(wèn)題。這些問(wèn)題將分成幾個(gè)部分簡(jiǎn)要講解。
一、飛行的主要組成
飛行原理簡(jiǎn)介
?。ㄒ唬?要了解飛機(jī)的飛行原理就必須先知道飛機(jī)的組成以及功用,飛機(jī)的升力是如何產(chǎn)生的等問(wèn)題。這些問(wèn)題將分成幾個(gè)部分簡(jiǎn)要講解。
一、飛行的主要組成部分及功用 到目前為止,除了少數(shù)特殊形式的飛機(jī)外,大多數(shù)飛機(jī)都由機(jī)翼、機(jī)身、尾翼、起落裝置和動(dòng)力裝置五個(gè)主要部分組成:
機(jī)翼――機(jī)翼的主要功用是產(chǎn)生升力,以支持飛機(jī)在空中飛行,同時(shí)也起到一定的穩(wěn)定和操作作用。在機(jī)翼上一般安裝有副翼和襟翼,操縱副翼可使飛機(jī)滾轉(zhuǎn),放下襟翼可使升力增大。機(jī)翼上還可安裝發(fā)動(dòng)機(jī)、起落架和油箱等。不同用途的飛機(jī)其機(jī)翼形狀、大小也各有不同。
2. 機(jī)身――機(jī)身的主要功用是裝載乘員、旅客、武器、貨物和各種設(shè)備,將飛機(jī)的其他部件如:機(jī)翼、尾翼及發(fā)動(dòng)機(jī)等連接成一個(gè)整體。
3. 尾翼――尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼。水平尾翼由固定的水平安定面和可動(dòng)的升降舵組成,有的高速飛機(jī)將水平安定面和升降舵合為一體成為全動(dòng)平尾。垂直尾翼包括固定的垂直安定面和可動(dòng)的方向舵。尾翼的作用是操縱飛機(jī)俯仰和偏轉(zhuǎn),保證飛機(jī)能平穩(wěn)飛行。
? 4.起落裝置――飛機(jī)的起落架大都由減震支柱和機(jī)輪組成,作用是起飛、著陸滑跑,地面滑行和停放時(shí)支撐飛機(jī)。
? 5.動(dòng)力裝置――動(dòng)力裝置主要用來(lái)產(chǎn)生拉力和推力,使飛機(jī)前進(jìn)。其次還可為飛機(jī)上的其他用電設(shè)備提供電源等?,F(xiàn)在飛機(jī)動(dòng)力裝置應(yīng)用較廣泛的有:航空活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)加螺旋槳推進(jìn)器、渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)。除了發(fā)動(dòng)機(jī)本身,動(dòng)力裝置還包括一系列保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作的系統(tǒng)。 飛機(jī)上除了這五個(gè)主要部分外,根據(jù)飛機(jī)操作和執(zhí)行任務(wù)的需要,還裝有各種儀表、通訊設(shè)備、領(lǐng)航設(shè)備、安全設(shè)備等其他設(shè)備。
二、飛機(jī)的升力和阻力 飛機(jī)是重于空氣的飛行器,當(dāng)飛機(jī)飛行在空中,就會(huì)產(chǎn)生作用于飛機(jī)的空氣動(dòng)力,飛機(jī)就是靠空氣動(dòng)力升空飛行的。
在了解飛機(jī)升力和阻力的產(chǎn)生之前,我們還要認(rèn)識(shí)空氣流動(dòng)的特性,即空氣流動(dòng)的基本規(guī)律。流動(dòng)的空氣就是氣流,一種流體,這里我們要引用兩個(gè)流體定理:連續(xù)性定理和伯努利定理: 流體的連續(xù)性定理:當(dāng)流體連續(xù)不斷而穩(wěn)定地流過(guò)一個(gè)粗細(xì)不等的管道時(shí),由于管道中任何一部分的流體都不能中斷或擠壓起來(lái),因此在同一時(shí)間內(nèi),流進(jìn)任一切面的流體的質(zhì)量和從另一切面流出的流體質(zhì)量是相等的。 連續(xù)性定理闡述了流體在流動(dòng)中流速和管道切面之間的關(guān)系。流體在流動(dòng)中,不僅流速和管道切面相互聯(lián)系,而且流速和壓力之間也相互聯(lián)系。伯努利定理就是要闡述流體流動(dòng)在流動(dòng)中流速和壓力之間的關(guān)系。 伯努利定理基本內(nèi)容:流體在一個(gè)管道中流動(dòng)時(shí),流速大的地方壓力小,流速小的地方壓力大。 飛機(jī)的升力絕大部分是由機(jī)翼產(chǎn)生,尾翼通常產(chǎn)生負(fù)升力,飛機(jī)其他部分產(chǎn)生的升力很小,一般不考慮。從上圖我們可以看到:空氣流到機(jī)翼前緣,分成上、下兩股氣流,分別沿機(jī)翼上、下表面流過(guò),在機(jī)翼后緣重新匯合向后流去。機(jī)翼上表面比較凸出,流管較細(xì),說(shuō)明流速加快,壓力降低。而機(jī)翼下表面,氣流受阻擋作用,流管變粗,流速減慢,壓力增大。這里我們就引用到了上述兩個(gè)定理。于是機(jī)翼上、下表面出現(xiàn)了壓力差,垂直于相對(duì)氣流方向的壓力差的總和就是機(jī)翼的升力。這樣重于空氣的飛機(jī)借助機(jī)翼上獲得的升力克服自身因地球引力形成的重力,從而翱翔在藍(lán)天上了。 機(jī)翼升力的產(chǎn)生主要靠上表面吸力的作用,而不是靠下表面正壓力的作用,一般機(jī)翼上表面形成的吸力占總升力的60-80%左右,下表面的正壓形成的升力只占總升力的20-40%左右。
飛機(jī)飛行在空氣中會(huì)有各種阻力,阻力是與飛機(jī)運(yùn)動(dòng)方向相反的空氣動(dòng)力,它阻礙飛機(jī)的前進(jìn),這里我們也需要對(duì)它有所了解。按阻力產(chǎn)生的原因可分為摩擦阻力、壓差阻力、誘導(dǎo)阻力和干擾阻力。?
?1.摩擦阻力――空氣的物理特性之一就是粘性。當(dāng)空氣流過(guò)飛機(jī)表面時(shí),由于粘性,空氣同飛機(jī)表面發(fā)生摩擦,產(chǎn)生一個(gè)阻止飛機(jī)前進(jìn)的力,這個(gè)力就是摩擦阻力。摩擦阻力的大小,決定于空氣的粘性,飛機(jī)的表面狀況,以及同空氣相接觸的飛機(jī)表面積??諝庹承栽酱?、飛機(jī)表面越粗糙、飛機(jī)表面積越大,摩擦阻力就越大。
? ?2.壓差阻力――人在逆風(fēng)中行走,會(huì)感到阻力的作用,這就是一種壓差阻力。這種由前后壓力差形成的阻力叫壓差阻力。飛機(jī)的機(jī)身、尾翼等部件都會(huì)產(chǎn)生壓差阻力。?
? 3.誘導(dǎo)阻力――升力產(chǎn)生的同時(shí)還對(duì)飛機(jī)附加了一種阻力。這種因產(chǎn)生升力而誘導(dǎo)出來(lái)的阻力稱為誘導(dǎo)阻力,是飛機(jī)為產(chǎn)生升力而付出的一種“代價(jià)”。其產(chǎn)生的過(guò)程較復(fù)雜這里就不在詳訴。 ? ??
? 4.干擾阻力――它是飛機(jī)各部分之間因氣流相互干擾而產(chǎn)生的一種額外阻力。這種阻力容易產(chǎn)生在機(jī)身和機(jī)翼、機(jī)身和尾翼、機(jī)翼和發(fā)動(dòng)機(jī)短艙、機(jī)翼和副油箱之間。 以上四種阻力是對(duì)低速飛機(jī)而言,至于高速飛機(jī),除了也有這些阻力外,還會(huì)產(chǎn)生波阻等其他阻力。
? ? 三、影響升力和阻力的因素 升力和阻力是飛機(jī)在空氣之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)中(相對(duì)氣流)中產(chǎn)生的。影響升力和阻力的基本因素有:機(jī)翼在氣流中的相對(duì)位置(迎角)、氣流的速度和空氣密度以及飛機(jī)本身的特點(diǎn)(飛機(jī)表面質(zhì)量、機(jī)翼形狀、機(jī)翼面積、是否使用襟翼和前緣翼縫是否張開等)。
? ?1.迎角對(duì)升力和阻力的影響――相對(duì)氣流方向與翼弦所夾的角度叫迎角。在飛行速度等其它條件相同的情況下,得到最大升力的迎角,叫做臨界迎角。在小于臨界迎角范圍內(nèi)增大迎角,升力增大:超過(guò)臨界臨界迎角后,再增大迎角,升力反而減小。迎角增大,阻力也越大,迎角越大,阻力增加越多:超過(guò)臨界迎角,阻力急劇增大。 ?
? 2.飛行速度和空氣密度對(duì)升力阻力的影響――飛行速度越大升力、阻力越大。升力、阻力與飛行速度的平方成正比例,即速度增大到原來(lái)的兩倍,升力和阻力增大到原來(lái)的四倍:速度增大到原來(lái)的三倍,勝利和阻力也會(huì)增大到原來(lái)的九倍??諝饷芏却?,空氣動(dòng)力大,升力和阻力自然也大??諝饷芏仍龃鬄樵瓉?lái)的兩倍,升力和阻力也增大為原來(lái)的兩倍,即升力和阻力與空氣密度成正比例。
? ?3,機(jī)翼面積,形狀和表面質(zhì)量對(duì)升力、阻力的影響――機(jī)翼面積大,升力大,阻力也大。升力和阻力都與機(jī)翼面積的大小成正比例。機(jī)翼形狀對(duì)升力、阻力有很大影響,從機(jī)翼切面形狀的相對(duì)厚度、最大厚度位置、機(jī)翼平面形狀、襟翼和前緣翼縫的位置到機(jī)翼結(jié)冰都對(duì)升力、阻力影響較大。還有飛機(jī)表面光滑與否對(duì)摩擦阻力也會(huì)有影響,飛機(jī)表面相對(duì)光滑,阻力相對(duì)也會(huì)較小,反之則大。
飛機(jī)制造是一個(gè)龐大的工程,不同部件都運(yùn)用了許許多多的技術(shù)和原理。我猜你的問(wèn)題可以理解為飛機(jī)為什么會(huì)飛。像一般的客機(jī),例如波音系列客機(jī),之所以能在空中飛行,主要靠的是其飛機(jī)造型,特別是機(jī)翼的結(jié)構(gòu),使飛機(jī)在空中飛行時(shí),能夠靠移動(dòng)時(shí)造成飛機(jī)上面和下面空氣壓強(qiáng)的差,支撐飛機(jī)不會(huì)掉下來(lái),飛行的動(dòng)力還是來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī),通過(guò)螺旋槳的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)飛行(輪船也是這個(gè)道理),而另一類,直升飛機(jī)則是靠頂部的機(jī)翼像風(fēng)扇一樣轉(zhuǎn)動(dòng)飛起來(lái),所以直升飛機(jī)可以原地起飛,客機(jī)需要跑到助飛,而戰(zhàn)斗機(jī)也是相當(dāng)復(fù)雜,不僅需要考慮飛行,要考慮隱形,武器裝備等,如美國(guó)F22,中國(guó)殲-20等,其材料,外形上都有一定要求,發(fā)動(dòng)機(jī)仍然是制約中國(guó)戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)展和大型客機(jī)制造的關(guān)鍵。純手打,不懂還可以追問(wèn),望采納,謝謝。