【簡介:】想必很多人對飛機(jī)很感興趣,因?yàn)轱w機(jī)大多是很漂亮的,流線型的機(jī)身,舒展的機(jī)翼,實(shí)現(xiàn)了人類在藍(lán)天翱翔的夢想。其實(shí)飛機(jī)外型的美觀雖然是人類主動(dòng)的設(shè)計(jì)創(chuàng)作,而實(shí)質(zhì)卻是受制于空氣阻
想必很多人對飛機(jī)很感興趣,因?yàn)轱w機(jī)大多是很漂亮的,流線型的機(jī)身,舒展的機(jī)翼,實(shí)現(xiàn)了人類在藍(lán)天翱翔的夢想。其實(shí)飛機(jī)外型的美觀雖然是人類主動(dòng)的設(shè)計(jì)創(chuàng)作,而實(shí)質(zhì)卻是受制于空氣阻力的被動(dòng)結(jié)果,從某種意義上講,這種符合人類審美標(biāo)準(zhǔn)的流暢線條其實(shí)是空氣動(dòng)力原理的杰作。 大千世界千變?nèi)f化,飛機(jī)也是形態(tài)各異,大的、小的、胖的、瘦的,四個(gè)翅膀的、兩個(gè)翅膀的甚至還有一個(gè)翅膀的,打個(gè)比方,飛機(jī)的式樣就像寵物狗一樣,當(dāng)真是品種豐富,血統(tǒng)復(fù)雜。俗話說外行看熱鬧,內(nèi)行看門道,既然飛機(jī)的外觀是空氣動(dòng)力原理決定的,那么這么多種飛機(jī)的形狀在飛機(jī)設(shè)計(jì)中就有個(gè)稱謂,叫做空氣動(dòng)力布局。下面我們就逐一介紹一下各種氣動(dòng)布局,當(dāng)了解到氣動(dòng)布局這個(gè)概念后再回過頭來看這些飛機(jī),就會發(fā)現(xiàn)自己不會再看花眼了,其實(shí)全世界的飛機(jī)品種再多,也無非就以下這幾種氣動(dòng)布局而已。各種空氣動(dòng)力布局的主要差別就在于機(jī)翼位置上的差別,首先介紹一個(gè)最常見的布局――常規(guī)布局。這種布局的特點(diǎn)是有主機(jī)翼和水平尾翼,大的主機(jī)翼在前,小機(jī)翼也就是水平尾翼在后,有一個(gè)或者兩個(gè)垂直尾翼。世界上絕大多數(shù)飛機(jī)屬于這種氣動(dòng)布局,特別是客運(yùn)、貨運(yùn)大型飛機(jī),幾乎全是這種布局,例如波音系列、歐洲的空中客車系列,我國的運(yùn)七、運(yùn)八、ARJ21,美國的C130等。我國的軍用飛機(jī)中除了殲10猛龍戰(zhàn)斗機(jī)以外,都是常規(guī)氣動(dòng)布局。常規(guī)布局最大的優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)成熟,這是航空發(fā)展史上最早廣泛使用的布局,理論研究已經(jīng)非常完善,生產(chǎn)技術(shù)也成熟而又穩(wěn)定,同其他氣動(dòng)布局相比各項(xiàng)性能比較均衡,所以目前無論是民用飛機(jī)還是軍用飛機(jī)絕大多數(shù)使用這種氣動(dòng)布局。常規(guī)氣動(dòng)布局機(jī)型――我國的ARJ21祥鳳支線客機(jī)常規(guī)氣動(dòng)布局機(jī)型――我國的FC-1梟龍殲擊機(jī) 常規(guī)氣動(dòng)布局機(jī)型――我國的殲11B殲擊機(jī) 常規(guī)布局中還有一個(gè)另類――變后掠翼布局,就是主翼的后掠角度可以改變,高速飛行可以加大后掠角,相當(dāng)于飛鳥收起翅膀,低速飛行時(shí)減小后掠角,展開翅膀。這種布局的優(yōu)勢在于可以適應(yīng)高速和低速時(shí)的不同要求,起降性能好,缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性嚴(yán)重增加了飛機(jī)重量,隨著發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)特別是矢量推力技術(shù)的不斷發(fā)展和鴨翼的應(yīng)用,這種布局逐漸趨于淘汰。變后掠翼布局典型機(jī)型有前蘇聯(lián)的米格27、圖22,美國的F14、F111、B1,北約的狂風(fēng)等。變后掠翼氣動(dòng)布局――俄羅斯圖22逆火戰(zhàn)略轟炸機(jī)變后掠翼氣動(dòng)布局――美國F14雄貓艦載殲擊機(jī)變后掠翼氣動(dòng)布局――北約狂風(fēng)戰(zhàn)斗轟炸機(jī)無尾布局,這種氣動(dòng)布局顧名思義就是沒有尾巴的氣動(dòng)布局。這里的“尾巴”指的是水平尾翼,主翼在機(jī)尾,實(shí)際起到水平尾翼的作用。無尾布局的最大優(yōu)點(diǎn)是高速飛行時(shí)性能優(yōu)異,大家可以想象一下,無尾布局是最接近飛鏢、導(dǎo)彈、火箭的氣動(dòng)布局,航天飛機(jī)采用的也是無尾布局,因?yàn)檫@是最適合高速飛行的布局,阻力小,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大。由于沒有水平尾翼,無尾布局大大減少了空氣阻力,因?yàn)樵诔R?guī)布局中,從主翼表面流過來的氣流會在水平尾翼形成阻力,同時(shí)為了平衡主翼的升力,水平尾翼其實(shí)一直充當(dāng)一個(gè)“向下壓”的角色,會損失掉一部分升力,所以和常規(guī)布局相比沒有水平尾翼的無尾布局的空氣動(dòng)力效率要高很多,更適合高速飛行。無尾布局機(jī)翼承載重量更合理,和機(jī)身鏈接結(jié)構(gòu)更穩(wěn)固,這就簡化了機(jī)身結(jié)構(gòu),再加上去掉了水平尾翼和相關(guān)的操控系統(tǒng)后,機(jī)身重量可以大大降低。無尾布局的缺點(diǎn)是低速性能不好,這影響到飛機(jī)的低速機(jī)動(dòng)性能和起降能力。另外無尾布局因?yàn)橹荒芤揽恐饕砜刂骑w行,所以穩(wěn)定性也不理想。無尾布局在歐洲應(yīng)用最為普及,法國的幻影系列是典型機(jī)型。無尾氣動(dòng)布局機(jī)型――法國幻影2000無尾氣動(dòng)布局機(jī)型――英法聯(lián)合研制的協(xié)和超音速客機(jī)無尾氣動(dòng)布局機(jī)型――英國火神轟炸機(jī)針對無尾布局的低速性能和穩(wěn)定性的缺陷,后來飛機(jī)設(shè)計(jì)師們又重新搬出了萊特兄弟的世界上第一架飛機(jī)的氣動(dòng)布局――鴨式布局,因?yàn)楫?dāng)初這種氣動(dòng)布局的飛機(jī)飛起來像鴨子,故此得名。鴨式布局也是主翼在后面,前面加個(gè)小機(jī)翼叫做鴨翼,所以這種氣動(dòng)布局其實(shí)就是無尾布局加個(gè)鴨翼,或者說是主翼縮小水平尾翼放大的常規(guī)布局。有了這個(gè)鴨翼,無尾布局的缺點(diǎn)得到明顯改善,高速飛行時(shí)更加穩(wěn)定,起降距離明顯縮短,甚至機(jī)動(dòng)性能比常規(guī)布局更加出色。歐洲最為推崇鴨式布局,瑞典的JAS39,英法德西班牙聯(lián)合研制的歐洲戰(zhàn)斗機(jī)EU2000,法國的陣風(fēng)以及以色列的幼師全部采用鴨式布局??梢哉f目前鴨式布局再次成為航空技術(shù)發(fā)展的趨勢,俄羅斯和美國正在研制新型飛機(jī)都在使用這種布局,例如俄羅斯的s37金雕試驗(yàn)機(jī)和美國的QSST超音速客機(jī)。我國最新研制的殲10猛龍就屬于鴨式布局,或者稱為無尾鴨翼布局。鴨式氣動(dòng)布局機(jī)型――世界第一架飛機(jī)飛行者一號鴨式氣動(dòng)布局機(jī)型――俄羅斯圖144超音速客機(jī)鴨式氣動(dòng)布局機(jī)型――我國的殲10猛龍戰(zhàn)斗機(jī)三翼布局,這種布局其實(shí)就是常規(guī)布局加個(gè)鴨翼,或者說鴨式布局加個(gè)水平尾翼。這種氣動(dòng)布局的優(yōu)勢是又多了一個(gè)可以控制飛機(jī)的部位,三個(gè)機(jī)翼更好的平衡分配載重,機(jī)動(dòng)性能更好,對飛機(jī)的操控也更精準(zhǔn)更靈活,可以縮短起降距離。缺點(diǎn)是會增加阻力,降低空氣動(dòng)力效率,增加操控系統(tǒng)復(fù)雜程度和生產(chǎn)成本。綜合評測,常規(guī)布局增加鴨翼取得的性能改進(jìn)得不償失,所以目前只有俄羅斯蘇27的改進(jìn)型蘇30MKI、33、34、35、37系列采用了這種氣動(dòng)布局。三翼氣動(dòng)布局機(jī)型――俄羅斯蘇37殲擊機(jī)飛翼布局,這種布局簡單說就是只有飛機(jī)翅膀的布局,看上去只有機(jī)翼,沒有機(jī)身,機(jī)身和機(jī)翼融為一體。無疑這種布局是空氣動(dòng)力效率最高的布局,因?yàn)樗袡C(jī)身結(jié)構(gòu)都是機(jī)翼,都是用于產(chǎn)生升力,而且最大程度低降低了阻力。空氣阻力最小所以雷達(dá)波反射自然也是最小,所以飛翼布局是隱身性能最好的氣動(dòng)布局。飛翼布局的最大缺陷是操控性能極差,完全依賴電子傳感控制機(jī)翼和發(fā)動(dòng)機(jī)的矢量推力,因此飛翼布局沒有得到普及,只應(yīng)用于用于大型飛機(jī),例如轟炸機(jī)、運(yùn)輸機(jī),目前投入使用的只有美國的B2轟炸機(jī)。飛翼氣動(dòng)布局機(jī)型――美國B2隱形戰(zhàn)略轟炸機(jī)還有一種奇特的氣動(dòng)布局――前掠翼布局,這種布局的特點(diǎn)是主翼前掠而不是后掠,不過雖然很早就開展了這種氣動(dòng)布局的研制工作,但是因?yàn)闄C(jī)翼前掠致命的穩(wěn)定性問題導(dǎo)致這種技術(shù)一直只停留在研發(fā)階段,沒有得到實(shí)際應(yīng)用。典型機(jī)型有俄羅斯正在研制的S37金雕試驗(yàn)機(jī)和美國早已停止研制的X29試驗(yàn)機(jī)。前掠翼氣動(dòng)布局機(jī)型――俄羅斯S37金雕試驗(yàn)機(jī)前掠翼氣動(dòng)布局機(jī)型――美國X29試驗(yàn)機(jī)現(xiàn)在知道了如何辨別飛機(jī)的氣動(dòng)布局了,是不是感覺世界上的飛機(jī)不再那么眼花繚亂了?我們要回過頭來說說紙飛機(jī)了。對于紙飛機(jī)來說,最合適的氣動(dòng)布局是無尾布局,因?yàn)檫@種布局結(jié)構(gòu)最穩(wěn)固,即使用薄的紙折疊也能夠保證機(jī)翼挺直,即使用力投擲高速飛出,紙飛機(jī)的結(jié)構(gòu)也可以抵抗住風(fēng)壓不至于變形太大。無尾布局阻力可以調(diào)整到最小,所以可以投擲得更遠(yuǎn)。其實(shí)我們平時(shí)折疊的紙飛機(jī)都是無尾布局,即使初學(xué)者第一次折疊也可以獲得很好的滑翔性能,這正驗(yàn)證了無尾氣動(dòng)布局的諸多優(yōu)點(diǎn)。只不過普通的紙飛機(jī)沒有垂直尾翼,或者說垂直尾翼在下方,看上去不太漂亮,不過這也算是紙飛機(jī)獨(dú)有的氣動(dòng)布局吧。除了紙飛機(jī),任何飛機(jī)都不敢把垂直尾翼放在下面,如何起飛姑且不說,降落時(shí)尾巴是注定要遭殃了。升力公式Y(jié) =(1/2)ρV2SCy(注V2是V的平方 不會輸入上平方符號)。ρ為空氣密度、V為飛機(jī)與氣流的相對速度、S為翼面積、Cy 為升力系數(shù)由公式可知影響升力大小的有1.機(jī)翼的面積2.機(jī)翼形狀的升力系數(shù)3.空氣相對于機(jī)翼的流速4.當(dāng)時(shí)的空氣密度,其中已空氣相對于機(jī)翼的流速影響最大,它直接影響到飛機(jī)起飛時(shí)的升力取得,也就是說為什么飛機(jī)起飛前總是要高速滑行的原因,且是逆風(fēng)滑行,如此才能取得更高的相對速度,好取得更高的升力,還有一般飛機(jī)會有襟翼,可以增加機(jī)翼面積,飛機(jī)在起飛或降落的時(shí)候,伸出襟翼(有興趣可以在搭飛機(jī)時(shí)往機(jī)翼看,起飛降落時(shí)飛機(jī)機(jī)翼前緣及后緣會伸展開來),亦是增加升力方法,除此之外,飛機(jī)的升力,還和攻角有關(guān)。攻角就是機(jī)翼前進(jìn)方向與氣流的夾角,因?yàn)榻嵌茸兓?,氣流會在上翼面后端產(chǎn)生低壓區(qū)(與空氣分離有關(guān)),造成更大的壓力差,所以升力變大。但達(dá)到臨界攻角約12~14 度時(shí),依照機(jī)翼斷面形狀不同,低壓區(qū)轉(zhuǎn)為亂流,造成失速。
飛 行 原 理 簡 介 了解一些簡單的飛行原理,可以讓我們從道理上弄清飛機(jī)為什么能飛這個(gè)問題。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)生的等問題。這些問題將分成幾個(gè)部分簡要講解。 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 1. 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)支掌飛機(jī)。 5.動(dòng)力裝置――動(dòng)力裝置主要用來產(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。現(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,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,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??諝庹承栽酱蟆w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、尾翼等部件都會產(chǎn)生壓差阻力。 3.誘導(dǎo)阻力――升力產(chǎn)生的同時(shí)還對飛機(jī)附加了一種阻力。這種因產(chǎn)生升力而誘導(dǎo)出來的阻力稱為誘導(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)在空氣之間的相對運(yùn)動(dòng)中(相對氣流)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.迎角對升力和阻力的影響――相對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:超過臨界迎角,阻力急劇增大。 2.飛行速度和空氣密度對升力阻力的影響――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,即速度增大到原來的兩倍,升力和阻力增大到原來的四倍:速度增大到原來的三倍,勝利和阻力也會增大到原來的九倍??諝饷芏却螅諝鈩?dòng)力大,升力和阻力自然也大。空氣密度增大為原來的兩倍,升力和阻力也增大為原來的兩倍,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)翼形狀對升力、阻力有很大影響,從機(jī)翼切面形狀的相對厚度、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)冰都對升力、阻力影響較大。還有飛機(jī)表面光滑與否對摩擦阻力也會有影響,飛機(jī)表面相對光滑,阻力相對也會較小,反之則大。參考資料:‖清心也可以 回答時(shí)間 14:28其他答案飛機(jī)是比空氣重的飛行器,因此需要消耗自身動(dòng)力來獲得升力。而升力的來源是飛行中空氣對機(jī)翼的作用。 機(jī)翼的上表面是彎曲的,下表面是平坦的,因此在機(jī)翼與空氣相對運(yùn)動(dòng)時(shí),流過上表面的空氣在同一時(shí)間(T)內(nèi)走過的路程(S1)比流過下表面的空氣的路程(S2)遠(yuǎn),所以在上表面的空氣的相對速度比下表面的空氣快(V1=S1/T>V2=S2/T1)。根據(jù)帕奴利定理――“流體對周圍的物質(zhì)產(chǎn)生的壓力與流體的相對速度成反比?!?,因此上表面的空氣施加給機(jī)翼的壓力F1小于下表面的F2。F1、F2的合力必然向上,這就產(chǎn)生了升力。 從機(jī)翼的原理,我們也就可以理解螺旋槳的工作原理。螺旋槳就好像一個(gè)豎放的機(jī)翼,凸起面向前,平滑面向后。旋轉(zhuǎn)時(shí)壓力的合力向前,推動(dòng)螺旋槳向前,從而帶動(dòng)飛機(jī)向前。當(dāng)然螺旋槳并不是簡單的凸起平滑,而有著復(fù)雜的曲面結(jié)構(gòu)。老式螺旋槳是固定的外形,而后期設(shè)計(jì)則采用了可以改變的相對角度等設(shè)計(jì),改善螺旋槳性能。 飛行需要?jiǎng)恿?,使飛機(jī)前進(jìn),更重要的是使飛機(jī)獲得升力。早期飛機(jī)通常使用活塞發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力,又以四沖程活塞發(fā)動(dòng)機(jī)為主。這類發(fā)動(dòng)機(jī)的原理如圖,主要為吸入空氣,與燃油混合后點(diǎn)燃膨脹,驅(qū)動(dòng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng),再轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)輸出: 單單一個(gè)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率非常有限,因此人們將多個(gè)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)并聯(lián)在一起,組成星型或V型活塞發(fā)動(dòng)機(jī)。下圖為典型的星型活塞發(fā)動(dòng)機(jī)。 現(xiàn)代高速飛機(jī)多數(shù)使用噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī),原理是將空氣吸入,與燃油混合,點(diǎn)火,爆炸膨脹后的空氣向后噴出,其反作用力則推動(dòng)飛機(jī)向前。下圖的發(fā)動(dòng)機(jī)剖面圖里,一個(gè)個(gè)壓氣風(fēng)扇從進(jìn)氣口中吸入空氣,并且一級一級的壓縮空氣,使空氣更好的參與燃燒。風(fēng)扇后面橙紅色的空腔是燃燒室,空氣和油料的混和氣體在這里被點(diǎn)燃,燃燒膨脹向后噴出,推動(dòng)最后兩個(gè)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn),最后排出發(fā)動(dòng)機(jī)外。而最后兩個(gè)風(fēng)扇和前面的壓氣風(fēng)扇安裝在同一條中軸上,因此會帶動(dòng)壓氣風(fēng)扇繼續(xù)吸入空氣,從而完成了一個(gè)工作循環(huán)。