【簡介：】人們發(fā)現(xiàn)鳥有兩種飛行方式：撲翼飛行和滑翔。最早人們注意到的是鳥的撲翼飛行，想象鳥一樣靠翅膀上下?lián)鋭觼盹w行，結(jié)果失敗了。后來人們轉(zhuǎn)向?qū)W習(xí)鳥的滑翔。對于鳥類的滑翔，很久以來

人們發(fā)現(xiàn)鳥有兩種飛行方式：撲翼飛行和滑翔。最早人們注意到的是鳥的撲翼飛行，想象鳥一樣靠翅膀上下?lián)鋭觼盹w行，結(jié)果失敗了。后來人們轉(zhuǎn)向?qū)W習(xí)鳥的滑翔。對于鳥類的滑翔，很久以來人們一直迷惑不解，外國曾有人認(rèn)為鳥的肚子里有熱氣作用，而中國晉朝一個叫葛洪的人在仔細(xì)觀察老鷹在飛行后，解釋說，老鷹伸直兩翅，并不撲動，反能盤旋飛行，且越飛越高，是因?yàn)樯仙龤饬鞯木壒省；邙B類滑翔的原理，人們造出了滑翔機(jī)和早期的飛機(jī)。 現(xiàn)在我們知道飛機(jī)能夠在高空中飛行不落，是因?yàn)槭艿揭粋€升力作用，而使飛機(jī)獲得升力的主要部件是機(jī)翼。但是飛機(jī)是如何得到這一升力的呢？為了解釋這個問題，我們先做一個簡單的實(shí)驗(yàn)： 將一個乒乓球放置于一個倒扣的漏斗內(nèi)，先用一塊紙板托住漏斗口。這時用吸塵器從漏斗窄口向里吹氣，并拿走紙板，此時乒乓球卻掉不下來。這就是“升力”托住了球體。因?yàn)榭諝饬鬟^球與漏斗壁間窄縫時的流速大于流出漏斗口時的流速，所以漏斗寬口處的壓力大于漏斗窄口處的壓力，它克服了乒乓球的重力，使球支持著不落下去，即流速增加，壓強(qiáng)降低，這在物理學(xué)上叫做伯努利原理。 飛機(jī)獲得升力的情況和上面的實(shí)驗(yàn)相似，只是這時還要考慮到機(jī)翼周圍存在著的空氣的環(huán)流。這種環(huán)流在飛機(jī)的飛行中迭加到經(jīng)過機(jī)翼的平移氣流上。在機(jī)翼上部，環(huán)流的方向與平移氣流的方向相同，迭加結(jié)果使空氣流的速度增加；在機(jī)翼下部，環(huán)流的方向與平移氣流的方向相反，因而空氣流速度減少?？梢钥闯鰴C(jī)翼上方的氣流速度大于下方的，上面的流線較密，下面的流線較疏。根據(jù)伯努利原理，機(jī)翼上方的壓強(qiáng)減少，下方的壓強(qiáng)增大，形成了一個向上稍微偏后的總壓力 q。把 q分為水平與豎直方向上的兩個分力 f及 f，其中 f就是飛機(jī)機(jī)翼受到的向上升力，它使飛機(jī)上升或保持飛機(jī)懸浮在空中；f分力是阻止飛機(jī)前進(jìn)的正面阻力。 對上述現(xiàn)象也可以用牛頓定律作一個定性的解釋。氣流對機(jī)翼有向上的升力，那么機(jī)翼對氣流就有向下的反作用力，這樣一來就使氣流向下偏斜。當(dāng)氣流經(jīng)過機(jī)翼時，在豎直方向上的動量分量就有一個改變量，由于機(jī)翼對氣流有向下的作用力，因而機(jī)翼也得到一個向上的升力。這和前面所說的結(jié)果一致。 所以飛機(jī)機(jī)翼受到的總壓力 q的大小和氣流的速度有關(guān)。氣流速度越大，Q也就越大。另外，Q還與機(jī)翼的形狀和迎面氣流沖向翼面的仰角 a有關(guān)。 飛機(jī)在飛行時，受到升力 f、重力 p、推進(jìn)器的前進(jìn)力 f1和阻力 f的作用。要使飛機(jī)能正常飛機(jī)，應(yīng)保證升力足夠大、阻力最小。經(jīng)過長期的實(shí)踐與觀察，人們發(fā)現(xiàn)把機(jī)翼前緣做成圓形而后部做成尖銳形狀，并且使機(jī)翼上部稍微凸起，便可以使飛機(jī)少受旋渦的影響，即受到的阻力較小。因此人們逐步改善機(jī)翼的形狀，采用流線形機(jī)翼。 實(shí)踐證明，在其他條件相同時，飛行的速度越快，機(jī)翼產(chǎn)生的升力也越大；機(jī)翼截面積越大，升力越大。對于低速飛行的運(yùn)輸機(jī)，就要有較大的機(jī)翼，以獲得足夠大的升力。對高速飛行的飛機(jī)，機(jī)翼太長使產(chǎn)生的阻力增大，此時應(yīng)采用小機(jī)翼。所以針對不同飛行速度的要求，要采用不同的機(jī)翼及不同的截面形狀。 不論哪一種截面形狀的機(jī)翼，在一定范圍內(nèi)增大仰角 a，都可以提高升力。飛機(jī)起飛的速度越小，為了增大升力，就要抬起機(jī)頭，靠增大機(jī)翼的仰角來增加升力。但仰角增大時，阻力也會增大，同時在機(jī)翼上面所形成的渦流區(qū)會越來越大，這時機(jī)翼受到的升力也會減小。所以在一般飛行中，機(jī)翼的仰角是有一定范圍的，如果超出了這個范圍，不但不能增加升力，反而會引起失速現(xiàn)象，會使飛機(jī)掉下來。 一般飛機(jī)必須同空氣有相對運(yùn)動，機(jī)翼才可以產(chǎn)生升力。但另有一種飛機(jī)，它具有停在空中不動的本事。這就是直升機(jī)。直升機(jī)在軍事和民用中都發(fā)揮著重大作用，它可以用于在交通不便地區(qū)運(yùn)送物資、搶救傷病員、攝影，還可用于測繪地表、護(hù)林防火等。 直升機(jī)機(jī)翼和空氣沒有相對運(yùn)動，升力應(yīng)該不存在，為什么它能在空中突然停住不動而又不掉下來呢？ 原來直升機(jī)的升力是由在它頭頂上旋轉(zhuǎn)的機(jī)翼所產(chǎn)生的。當(dāng)直升機(jī)在空中的時候，它的旋翼仍然在不停地轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生一個同直升機(jī)重力大小相等方向相反的升力。因此，直升機(jī)就能不前進(jìn)也不后退、不升高也不降低，穩(wěn)穩(wěn)地停在空中執(zhí)行任務(wù)。