【簡介:】本篇文章給大家談談《飛機螺旋槳的運動》對應的知識點,希望對各位有所幫助。本文目錄一覽:
1、飛機螺旋槳旋轉時產生的是拉力,為何電風扇產生的是風?
2、為什么飛機螺旋槳旋轉
本篇文章給大家談談《飛機螺旋槳的運動》對應的知識點,希望對各位有所幫助。
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飛機螺旋槳旋轉時產生的是拉力,為何電風扇產生的是風?
當電扇轉動時,除了能夠提供穩(wěn)定的風流,而且受飛機張力的影響,電扇也會受到一個推力,但電扇不需要這樣的力來移動,所以在設計電扇的過程中,將底座做得很重,電扇轉動時推力的速度就不會電扇;這就是為什么電扇不動。如果你把電風扇的底座拆下來試試,電風扇可能會被風吹倒。如果你在風扇運轉時把它抬離地面,你可以感覺到力,這說明力是存在的,但這是很危險的。
螺旋槳飛機和電風扇的扇葉利用流體在表面流動時兩側的不同速度,使靜止的空氣有方向性地移動。它們的原理是一樣的,都屬于流體力學的內容。當然,飛機螺旋槳和風扇的風向是相反的。飛機螺旋槳的風從飛機前方吹向飛機后方。如果你在飛機后面,當飛機螺旋上升時,你會感覺到它是一個巨大的風扇。電扇的風是由電扇的前端吹向后端。在電扇旋轉時,如果你在后面提起一張白紙,白紙很容易被電扇吸到蓋子上。風向和風力是根據物體的用途來選擇的。
并不是說飛機的螺旋槳只產生拉力,電風扇的葉片只產生風。螺旋槳飛機在空中飛行時,主要靠空氣阻力、重力、飛機升力和螺旋槳提供前進動力。飛機的螺旋槳根據不同的安裝位置可以提供不同的受力效果。如螺旋槳置于飛機尾部,螺旋槳本身提供推力,這與船舶水下螺旋槳的受力效果相似。比如美國的B-36轟炸機。我們知道,飛機的升力通常用伯努利定理和牛頓第三定律來解釋,而旋轉的螺旋槳在一定意義上相當于機翼在空中飛行,都是依靠空氣本身的作用力獲得的效果。
伯努利定理表明,快速流動的流體系統(tǒng)中壓力小,速度慢,壓力大,因此飛機的機翼、螺旋槳也有曲面設計,當螺旋槳快速旋轉時,其效果相當于迅速穿越機翼在空中飛行,所以螺旋槳引起的拉力實際上來自葉片表面的壓力差。
為什么飛機螺旋槳旋轉時產生的是拉力,而電風扇旋轉時產生的是風?
用途不同,電風扇要的就是風,飛機螺旋槳要的是拉力,要拉著飛機飛行。要講清楚這個問題我們可以從飛機的機翼來做一個解剖,飛機的機翼上下面是不一樣的,下面的翼面是類似平面的,這樣一來空氣氣流通過時速度就慢,也可以說是正常的流速。上翼面是凸起的,也就是有一個曲率,這樣空氣氣流通過時氣流發(fā)散,流速快。空氣經過機翼被分成上下兩股氣流,下氣流流速慢,壓強大,上氣流發(fā)散,流失快壓強小,力都是作用力與反作用力共同存在的,這樣下翼面的力就會向上翼面轉移,這就是升力。
那么和螺旋槳有什么關系呢?因為螺旋槳的葉片就是一個轉動的機翼。例如,美國的魚鷹運輸機就是一個很好的例子。
螺旋槳葉的剖面形狀與機翼的剖面形狀很相似,前面的翼面曲率大,背面翼面平,并且每支槳葉的前緣與發(fā)動機輸出軸旋轉方向一致,相當于機翼被空氣氣流吹過,螺旋槳葉片有一個扭角,這個扭角(槳葉角)相當于飛機機翼的迎角,所以,螺旋槳飛機并非是依靠螺旋槳吹動空氣推著飛機走,而是拉著飛機走,當然,螺旋槳葉片也會產生向后吹動的空氣,這個空氣氣流理論上可以具有推動飛機飛行的力,實則并不強,因為空氣經過螺旋槳葉片后,受到槳葉角的作用會發(fā)散,這個吹力不足以帶動飛機飛行。
電風扇不需要拉力,而是需要吹力,如果把電風扇的葉片做成螺旋槳飛機的葉片形狀,電風扇會跑掉的,也會使風量減少。電風扇葉片不用考慮葉片兩面形狀不一樣,只需要解決葉片扭角就可以,這樣風量大。所以,電風扇葉片制作比較簡單,不需要兩面結構不同,用一片鐵片,或者是塑料片就可以了。螺旋槳飛機的螺旋槳則不可以,必須要前后葉面結構不同,一面近乎平面,前面有曲率。
為何飛機螺旋槳旋轉時產生的是拉力,風扇產生的是風?
所以設計不同是最重要的,因為電風扇不需要拉力,但他是需要吹氣力的,如果電風扇的葉片做成螺旋槳飛機的葉片形狀,電風扇將會跑開并減少風量。風扇葉片不需要考慮葉片兩側的不同形狀,只需要解決葉片的扭轉角,因此風量大,因此,風扇葉片的制造相對簡單,不需要兩側都有不同的結構,用一塊鐵片或塑料片就足夠了,螺旋槳飛機的螺旋槳是不允許的。
前后葉片的結構必須不同。一側靠近平面,前面有曲率。目的不同。電風扇需要的是風,飛機螺旋槳需要的是拉力,這需要拉動飛機飛行。為了明確這個問題,我們可以從飛機的機翼進行解剖。飛機機翼的上下兩側不同,下機翼與飛機相似,這樣,空氣流通緩慢,這也可以說是正常的流速。上機翼表面是凸面的,即有曲率,因此當空氣流動時,氣流分散,流速快。
空氣通過機翼分為上下氣流。較低的氣流速度慢,壓力大,較高的氣流發(fā)散,損失快,壓力小,力與作用力和反作用力一起存在,這樣,下機翼的力將轉移到上機翼,這是電梯。螺旋槳葉片的輪廓形狀與機翼非常相似,前翼曲率大,后翼平坦,每個葉片的前緣與發(fā)動機輸出軸的旋轉方向相同。
相當于機翼被空氣吹動,螺旋槳葉片具有扭轉角,這相當于飛機機翼的攻角。因此,螺旋槳飛機不依靠螺旋槳吹出的空氣將飛機推開,而是將飛機拉開,當然,螺旋槳葉片也會產生向后吹氣,理論上可以推動飛機飛行,但實際上它并不強大,因為空氣通過螺旋槳葉片后,在葉片角度的作用下會發(fā)散,這不足以驅動飛機飛行。
關于為何飛機螺旋槳旋轉時產生的是拉力風扇產生的是風的問題,今天就解釋到這里。
關于《飛機螺旋槳的運動》的介紹到此就結束了。