飛機是如何起飛的?工作原理是什麼

時間 2021-10-14 22:22:47

1樓:科普小星球

飛機是通過發動機提供拉力、固定的機翼產生升力飛行的。飛機是20世紀最偉大的發明之一,由萊特兄弟發明,是現在比較常見的一種速度很快的交通工具。

一、飛機的升力飛機的機翼上表面是拱起的,下表面是平坦的。當相同的空氣通過機翼上表面和下表面的時候,會在機翼的上下方形成不同的流速。空氣通過機翼上表面時,流速大,所以壓強較小。

通過下表面時流速小,所以壓強比較大。此時飛機會形成一個總體向上的合力,這就是飛機的升力。因為升力的存在,飛機才可以離開地面,在空中飛行。

二、飛機的拉力飛機的重力受到飛機自身重量和攜帶的油料影響,與升力的方向相反。飛機拉力的大小由發動機的功力決定,拉力會促使飛機在空中向前飛行。一般情況下,發動機功率越大,所產生的拉力就越大,飛機飛行的速度會越快。

飛機在空氣中飛行的時候會受到空氣阻力,這個阻力和拉力方向相反,會限制飛機的飛行速度。

三、飛機的起飛飛機起飛時靠與空氣的相對運動產生升力,升力的大小取決於飛機與空氣的相對速度。如果在逆風的情況下起飛,飛機的速度與風速相反。飛機與速度的相對速度等於二者之和,此時飛機只需要較小的速度就可以得到相應的升力。

所以,與無風條件下相比,飛機逆風起飛所需要的滑跑距離會較短。飛機在逐漸降落的過程中,不斷減速的同時,還要保持足夠的升力,才能讓飛機平穩下落。

2樓:讚的都帥

1.飛機是如何起飛的?

飛機是重於空氣的飛行器,當飛機飛行在空中,就會產生作用於飛機的空氣動力,飛機就是靠空氣動力升空飛行的。在瞭解飛機升力和阻力的產生之前,我們還要認識空氣流動的特性,即空氣流動的基本規律。流動的空氣就是氣流,一種流體,這裡我們要引用兩個流體定理:

連續性定理和伯努利定理

流體的連續性定理:當流體連續不斷而穩定地流過一個粗細不等的管道時,由於管道中任何一部分的流體都不能中斷或擠壓起來,因此在同一時間內,流進任一切面的流體的質量和從另一切面流出的流體質量是相等的。

連續性定理闡述了流體在流動中流速和管道切面之間的關係。流體在流動中,不僅流速和管道切面相互聯絡,而且流速和壓力之間也相互聯絡。伯努利定理就是要闡述流體流動在流動中流速和壓力之間的關係。

伯努利定理基本內容:流體在一個管道中流動時,流速大的地方壓力小,流速小的地方壓力大。

要知道飛機起飛的原理,先要知道流體力學中的一個基本原理:流速與壓力成反比。即空氣流動得越快,空氣的壓力就越小,反之亦然。

我們可以做一個有名的簡單實驗:左右手各拿一張紙,保持一定距離放在嘴前,嘴在兩紙前輕輕吹氣,你會發現,兩張紙不是被你吹開,而是被你吹攏。因為兩紙間的空氣流動了,壓力變小了,而兩紙的外側一面的空氣沒有流動,壓力相對增大了,紙便被空氣往裡"壓"了。

好,知道了流體力學的這個原理,飛機起飛的事就好理解了。

2.飛機的工作原理是什麼?

我們來看飛機的機翼構造,飛機的升力絕大部分是由機翼產生,尾翼通常產生負升力,飛機其他部分產生的升力很小,一般不考慮。從上圖我們可以看到:空氣流到機翼前緣,分成上、下兩股氣流,分別沿機翼上、下表面流過,在機翼後緣重新匯合向後流去。

機翼上表面比較凸出,流管較細,說明流速加快,壓力降低。而機翼下表面,氣流受阻擋作用,流管變粗,流速減慢,壓力增大。這裡我們就引用到了上述兩個定理。

於是機翼上、下表面出現了壓力差,垂直於相對氣流方向的壓力差的總和就是機翼的升力。這樣重於空氣的飛機藉助機翼上獲得的升力克服自身因地球引力形成的重力,從而翱翔在藍天上了。

機翼升力的產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,一般機翼上表面形成的吸力佔總升力的60-80%左右,下表面的正壓形成的升力只佔總升力的20-40%左右。

飛機飛行在空氣中會有各種阻力,阻力是與飛機運動方向相反的空氣動力,它阻礙飛機的前進,這裡我們也需要對它有所瞭解。按阻力產生的原因可分為摩擦阻力、壓差阻力、誘導阻力和干擾阻力。

1.摩擦阻力——空氣的物理特性之一就是粘性。當空氣流過飛機表面時,由於粘性,空氣同飛機表面發生摩擦,產生一個阻止飛機前進的力,這個力就是摩擦阻力。

摩擦阻力的大小,決定於空氣的粘性,飛機的表面狀況,以及同空氣相接觸的飛機表面積。空氣粘性越大、飛機表面越粗糙、飛機表面積越大,摩擦阻力就越大。

2.壓差阻力——人在逆風中行走,會感到阻力的作用,這就是一種壓差阻力。這種由前後壓力差形成的阻力叫壓差阻力。飛機的機身、尾翼等部件都會產生壓差阻力。

3.誘導阻力——升力產生的同時還對飛機附加了一種阻力。這種因產生升力而誘匯出來的阻力稱為誘導阻力,是飛機為產生升力而付出的一種“代價”。其產生的過程較複雜這裡就不在詳訴。

4.干擾阻力——它是飛機各部分之間因氣流相互干擾而產生的一種額外阻力。這種阻力容易產生在機身和機翼、機身和尾翼、機翼和發動機短艙、機翼和副油箱之間。

以上四種阻力是對低速飛機而言,至於高速飛機,除了也有這些阻力外,還會產生波阻等其他阻力。

原來,飛機的機翼的上下兩側的形狀是不一樣的,上側的要凸些,而下側的則要平些。當飛機滑行時,機翼在空氣中移動,從相對運動來看,等於是空氣沿機翼流動。由於機翼上下側的形狀是不一樣,在同樣的時間內,機翼上側的空氣比下側的空氣流過了較多的路程(曲線長於直線),也即機翼上側的空氣流動得比下側的空氣快。

根據流動力學的原理,當飛機滑動時,機翼上側的空氣壓力要小於下側,這就使飛機產生了一個向上的浮力。當飛機滑行到一定速度時,這個浮力就達到了足以使飛機飛起來的力量。於是,飛機就上了天。

3樓:棕油

到目前為止,除了少數特殊形式的飛機外,大多數飛機都由機翼、機身、尾翼、起落裝置和動力裝置五個主要部分組成

要知道飛機起飛的原理,先要知道流體力學中的一個基本原理:流速與壓力成反比。即空氣流動得越快,空氣的壓力就越小,反之亦然。

我們可以做一個有名的簡單實驗:左右手各拿一張紙,保持一定距離放在嘴前,嘴在兩紙前輕輕吹氣,你會發現,兩張紙不是被你吹開,而是被你吹攏。因為兩紙間的空氣流動了,壓力變小了,而兩紙的外側一面的空氣沒有流動,壓力相對增大了,紙便被空氣往裡"壓"了。

好,知道了流體力學的這個原理,飛機起飛的事就好理解了。 我們來看飛機的機翼構造。原來,飛機的機翼的上下兩側的形狀是不一樣的,上側的要凸些,而下側的則要平些。

當飛機滑行時,機翼在空氣中移動,從相對運動來看,等於是空氣沿機翼流動。由於機翼上下側的形狀是不一樣,在同樣的時間內,機翼上側的空氣比下側的空氣流過了較多的路程(曲線長於直線),也即機翼上側的空氣流動得比下側的空氣快。根據流動力學的原理,當飛機滑動時,機翼上側的空氣壓力要小於下側,這就使飛機產生了一個向上的浮力。

當飛機滑行到一定速度時,這個浮力就達到了足以使飛機飛起來的力量。於是,飛機就上了天。

4樓:max創意前沿

幾百噸的飛機是如何起飛的?老外用吹風機演示原理,原來如此簡單

飛機能起飛的原理是什麼?

5樓:靠名真tm難起

在真實且可產生升力的機翼中,氣流總是在後緣處交匯,否則在機翼後緣將會產生一個氣流速度為無窮大的點。這一條件被稱為庫塔條件,只有滿足該條件,機翼才可能產生升力。在理想氣體中或機翼剛開始運動的時候,這一條件並不滿足,粘性邊界層沒有形成。

通常翼型(機翼橫截面)都是上方距離比下方長,剛開始在沒有環流的情況下上下表面氣流流速相同,導致下方氣流到達後緣點時上方氣流還沒到後緣,後駐點位於翼型上方某點,下方氣流就必定要繞過尖後緣與上方氣流匯合。

由於流體黏性(即康達效應),下方氣流繞過後緣時會形成一個低壓旋渦,導致後緣存在很大的逆壓梯度。隨即,這個旋渦就會被來流衝跑,這個渦就叫做起動渦。根據海姆霍茲旋渦守恆定律,對於理想不可壓縮流體在有勢力的作用下翼型周圍也會存在一個與起動渦強度相等方向相反的渦,叫做環流,或是繞翼環量。

環流是從機翼上表面前緣流向下表面前緣的,所以環流加上來流就導致後駐點最終後移到機翼後緣,從而滿足庫塔條件。由滿足庫塔條件所產生的繞翼環量導致了機翼上表面氣流向後加速,由伯努利定理可推匯出壓力差並計算出升力。

這一環量最終產生的升力大小亦可由庫塔-茹可夫斯基方程計算:l(升力)=ρvγ(氣體密度×流速×環量值)這一方程同樣可以計算馬格努斯效應的氣動力。根據伯努利定理——“流體速度越快,其靜壓值越小(靜壓就是流體流動時垂直於流體運動方向所產生的壓力)。

”因此上表面的空氣施加給機翼的壓力f1小於下表面的f2。f1、f2的合力必然向上,這就產生了升力。升力的原理就是因為繞翼環量(附著渦)的存在導致機翼上下表面流速不同壓力不同。

6樓:

一個副駕寫的

我們首先來看飛機是怎麼飛起來的。

按照我們普通的常識,飛機進入跑道之後,加油門,開始增速,加快,再加快,到了一定速度後,飛行員拉桿,飛機抬起頭,直衝藍天。

這其中,最關鍵的當然就是速度了,只有到了足夠的速度,飛機才能離地。那麼足夠的速度意味著什麼呢?意味著有足夠的氣流流過了飛機的機翼。

飛機的機翼,設計起來是很複雜的,如果從側面看,大多數機翼的剖面類似於一個頓號的樣子。如果你把兩個機翼相對放置(上表面對著上表面),會發現,這兩個機翼組成了一個很像喇叭的形狀。

根據伯努利定律我們知道,當流體流經一個比較窄的空間時,流體的流速會增加,同時動能會增加(從門縫、窗縫裡吹進來的風,通常速度會很大,就是這個道理)。而因為能量守恆,這部分流體在動能增加的同時,它的勢能會減少,從而導致對周圍壓強的減小。簡而言之,當空氣流過一個喇叭時,當流經這個喇叭比較細的那一段時,流動的速度會增加,而對喇叭壁的壓力(壓強)會減小。

我們前面說了,兩個機翼對在一起放,就可以組成一個喇叭形,那麼當只有一個機翼放在那裡的時候,氣流從機翼的上表面上流過,其實也能起到相同的效果,也就是氣流對於機翼上表面的壓力比外界環境的大氣壓力要小。

至於機翼的下表面,我們暫且認為它對氣流的壓力沒有影響。這樣一來二去,上表面的壓力變小了,下表面的壓力不變,就形成了上下表面之間的壓力差,而就是這個壓力差,把機翼託了起來。機翼連在飛機上,整個飛機也就被託了起來。

上面我們解釋了為什麼飛機有了速度才會有升力。

那麼,根據牛頓第三定律,飛機自己加速向前跑,從而使足夠量的氣流流過自己的機翼,與飛機停在那裡,讓足夠大的風迎面吹來,起到的效果是一樣的。假如我們飛機離地需要100節的速度,那麼把飛機停在地上,讓100節的風吹過來,飛機也能離地的。其實多年前,就有在颱風天,機場上停著的飛機因為沒有加固,隨著大風開始自己亂跑的案例出現。

所以,我們知道,當飛機進入跑道,對正方向之後,如果這時候吹的是頂風,那麼等於給飛機的加速幫忙了。例如,還是假設飛機需要100節的速度離地,但是現在有5節的頂風,那麼飛機自己只要加速到95節,就可以了。(這個時候,飛機的空速表上顯示的還是100節,記住,是空速,只有空速才對飛機的操縱有意義,不管這個空速是飛機自己跑出來的,還是大自然的風吹出來的。

)而如果是5節的順風,那麼飛機就要加速到105節,才能離地,自然不是我們想要的。

好了,大家都知道飛機為什麼要逆風起降了吧。

飛機起飛的原理,飛機的起飛原理

1全部機翼的側剖面是一個上緣向上拱起,下緣基本平直的形狀。所以氣流吹過機翼上下表面而且要同時從機翼前端到達後端,從上緣經過的氣流速度就要比下緣的快 因為上緣弧度大,弧長較長,就是說距離較遠 按照物理學的伯努利方程 同樣是流過某個表面的流體,速度快的對這個表面產生的壓強要小。因此就得出機翼上表面大氣壓...

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起飛主要還是靠發動機的推力在縱向的垂直分量,和一部分機翼產生的升力 來達到重力 升力從而勻速上升的.主要不是機翼的升力.而平飛的時候主要靠的就是機翼的升力了.由於質量守恆,通過同一管道的流體在任何截面的質量相等,說得簡單點,一條河開口處流進5噸水,出海口就要流出5噸 排除蒸發之類的其他因素 而通過峽...