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飛機起飛原理

生活 更新时间:2024-07-21 19:24:41

飛機起飛原理?不得不說網上的民科所說的機翼升力原理實在不敢認同,什麼伯努利原理,什麼流速差等等,各種各樣的原理搞得貌似非常深奧,沒個研究生學曆都不好意思讨論一樣而且說了一大堆還是沒有解釋出産生升力的原因,以及和速度、機翼之間的關系,下面我們就來聊聊關于飛機起飛原理?接下來我們就一起去了解一下吧!

飛機起飛原理(機翼升力原理)1

飛機起飛原理

不得不說網上的民科所說的機翼升力原理實在不敢認同,什麼伯努利原理,什麼流速差等等,各種各樣的原理。搞得貌似非常深奧,沒個研究生學曆都不好意思讨論一樣。而且說了一大堆還是沒有解釋出産生升力的原因,以及和速度、機翼之間的關系。

與其去研究機翼,不如先了解空氣。

我們所接觸的空氣是一種易流動,易壓縮(微壓縮)的氣體,它的密度很容易發生改變。比如溫差,以及我們走路時撞擊氣流都會使其密度發生輕微變化。記得多年前百度搜索機翼升力原理,有的是這樣描述的:空氣等不可壓縮流體流過翼面時形成流速差産生升力,但飛機在超音速時,空氣又是可以壓縮的又不可以用流速差解釋升力。什麼叫不可壓縮流體,不知道說出這麼不嚴謹的話的人初中畢業了沒有。

分子或原子之間具有排斥力,當距離較遠時又轉為吸引力。對空氣壓縮做功時的反作用力就是分子間的斥力。以上原理初中已學。

從機翼的剖面可以看到,機翼前沿對空氣形成撞擊阻力。使空氣密度增高流速變慢,向上擡擠的氣流會使空氣體質變大,壓力升高,就可以推擠氣流向後加速運動。這樣機翼的前沿就形成了一層有一定厚度、密度流速相對慢的空氣層。随着速度的提高,密度和壓力也會提高,并且向前後,上下左右等所有能釋放壓力的方向釋放壓力。當速度足夠高,也就是所謂的高超音速時,高壓氣體會向前運動,與前面氣流進行撞擊擠壓變成一層薄薄的高壓氣層,即所謂的激波。聽說這種高壓的激波又會釋放壓力向後撞擊機體時,又會密度升高,又向前運動形成激波。導緻氣流來回反彈,是造成飛機超音速抖動解體的原因。

所以機翼的前沿阻力是會對空氣形成壓縮的,無論速度大小。它隻是随着速度的提高而提高,不存在超音速才能壓縮空氣的說法。

機翼背部是一向下的斜面。機翼向前運動時會使背部形成真空。而流經背部的氣流,由于空氣的分子具有排斥力,也叫空氣内部壓力,遇到真空或低壓區時就會發生膨脹,體質增大,壓力降低。可以稱為膨脹效應。空氣膨脹後會恢複到正常的氣壓,但由于空氣分子間具有排斥力,又會延緩空氣恢複到正常氣壓的時間。

當機翼移動速度越快,氣流在其斜面單位時間移動距離越長,得到的落差越大,空氣膨脹效應越大,升力越高。

以上我們可以看出,機翼向前移動,前沿形成高壓區,背部形成了低壓區,當高壓區的氣流到達機翼的至高點時,由于翼背的低壓低阻力,就會會使高壓氣流得到加速,比正常氣流流速快形成了所謂的層流。層流的加速向後運動會放大空氣的膨脹效果,翼背得到的空氣壓力越低。

結論: 伯努利原理要以應用于機翼的上表面,但它所指的流速差形成的壓力差,是指機翼前沿和翼背的流速差。并不是指翼背氣流與正常氣流的流速差。而翼背的空氣流速與機翼下方的空氣流速沒有任何關系。單純的說流速差産生壓力差會讓人産生誤會,于是拿吹風機吹平闆表面,結果沒有任何升力。

所以機翼産生升力的原因是: 機翼前沿擠壓擡高氣流使上表面最高點流量增加,擠兌正常氣流使其加速向運動,由于翼背的特性會形成真空,氣流發生膨脹效應,而加速氣流會增大膨脹效應。翼背的氣流就會比正常氣壓低,形成升力。

延伸: 窄翼與寬翼

窄翼與寬翼并不是單純的指翼面寬度,而是指機翼的厚度、前沿與翼背的斜坡度。俗稱升阻比。

窄翼: 更高的翼厚度可以前沿推擠更多的氣流加速向後運動,更窄斜的翼背,獲得更大空氣膨脹效應。

寬翼: 翼厚相對于翼升面比值小,顯得得薄。主要用在戰鬥機等高速飛行器上。由于翼厚小翼升面寬,翼背坡度小,空氣膨脹效應低,所以低速升力不好。

以前戰鬥機為解決這個問題設計出了可變後掠翼,即複雜又增加機身重量。

後來又設計出了有可動前襟翼能帶仰角飛行的戰鬥機。即使機翼做薄,帶仰角飛行的翼背也可以獲得足夠的坡度,獲得足夠的空氣膨脹效應,滿足飛機低速飛行升力需求。高速飛行時放低仰角,氣流在翼背流速更快,放大空氣膨脹效應,也可以獲得足夠升力。

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