飛機為什麼會飛 怎麼不掉下來呢? ?

General 更新 2024-11-13

飛機為什麼會飛 怎麼不掉下來呢?

飛機的飛行原理

升力原理:

飛機是比空氣重的飛行器,因此需要消耗自身動力來獲得升力。而升力的來源是飛行中空氣對機翼的作用。

在下面這幅圖裡,有一個機翼的剖面示意圖。機翼的上表面是彎曲的,下表面是平坦的,因此在機翼與空氣相對運動時,流過上表面的空氣在同一時間(T)內走過的路程(S1)比流過下表面的空氣的路程(S2)遠,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)。根據伯奴利定理——“流體對周圍的物質產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。

動力原理:

渦輪噴氣發動機 ;渦輪風扇發動機; 衝壓噴氣發動機; 渦輪軸發動機

從機翼的原理,我們也就可以理解螺旋槳的工作原理。螺旋槳就好像一個豎放的機翼,凸起面向前,平滑面向後。旋轉時壓力的合力向前,推動螺旋槳向前,從而帶動飛機向前。當然螺旋槳並不是簡單的凸起平滑,而有著複雜的曲面結構。老式螺旋槳是固定的外形,而後期設計則採用了可以改變的相對角度等設計,改善螺旋槳效能。

飛行需要動力,使飛機前進,更重要的是使飛機獲得升力。早期飛機通常使用活塞發動機作為動力,又以四衝程活塞發動機為主。這類發動機的原理如圖,主要為吸入空氣,與燃油混合後點燃膨脹,驅動活塞往復運動,再轉化為驅動軸的旋轉輸出:

單單一個活塞發動機發出的功率非常有限,因此人們將多個活塞發動機並聯在一起,組成星型或V型活塞發動機。下圖為典型的星型活塞發動機。

現代高速飛機多數使用噴氣式發動機,原理是將空氣吸入,與燃油混合,點火,爆炸膨脹後的空氣向後噴出,其反作用力則推動飛機向前。下圖的發動機剖面圖裡,一個個壓氣風扇從進氣口中吸入空氣,並且一級一級的壓縮空氣,使空氣更好的參與燃燒。風扇後面橙紅色的空腔是燃燒室,空氣和油料的混和氣體在這裡被點燃,燃燒膨脹向後噴出,推動最後兩個風扇旋轉,最後排出發動機外。而最後兩個風扇和前面的壓氣風扇安裝在同一條中軸上,因此會帶動壓氣風扇繼續吸入空氣,從而完成了一個工作迴圈。

渦輪噴氣發動機 這類發動機的原理基本與上面提到的噴氣原理相同,具有加速快、設計簡便等優點。但如果要讓渦噴發動機提高推力,則必須增加燃氣在渦輪前的溫度和增壓比,這將會使排氣速度增加而損失更多動能,於是產生了提高推力和降低油耗的矛盾。因此渦噴發動機油耗大,對於商業民航機來說是個致命弱點。

渦輪風扇發動機 渦輪風扇發動機吸入的空氣一部分從外部管道(外涵道)後吹,一部分送入內涵道核心機(相當於一個純渦噴發動機)。最前端的“風扇”作用類似螺旋槳,通過降低排氣速度達到提高噴氣發動機推進效率的目的。同時通過精確設計,使更多的燃氣能量經風扇傳遞到外涵道,同樣解決了排氣速度過快的問題,從而降低了發動機的油耗。由於該風扇設計要兼顧內外涵道的需要,因此難度遠大於渦噴發動機。

衝壓噴氣發動機 此類發動機沒有風扇等器件,完全靠高速飛行時產生的衝壓效應壓縮吸入的空氣,點火、燃燒、後噴等原理。因此其優點為結構簡單、體積小、推力大、加速快。缺點是需要外部能源進行啟動(通常為火箭助推),不適合迴圈使用。

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飛機是怎麼飛上天的?為什麼不會掉下來?

飛 行 原 理 簡 介

瞭解一些簡單的飛行原理,可以讓我們從道理上弄清飛機為什麼能飛這個問題。要了解飛機的飛行原理就必須先知道飛機的組成以及功用,飛機的升力是如何產生的等問題。這些問題將分成幾個部分簡要講解。

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

1. 機翼——機翼的主要功用是產生升力,以支援飛機在空中飛行,同時也起到一定的穩定和操作作用。在機翼上一般安裝有副翼和襟翼,操縱副翼可使飛機滾轉,放下襟翼可使升力增大。機翼上還可安裝發動機、起落架和油箱等。不同用途的飛機其機翼形狀、大小也各有不同。

2. 機身——機身的主要功用是裝載乘員、旅客、武器、貨物和各種裝置,將飛機的其他部件如:機翼、尾翼及發動機等連線成一個整體。

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的升降舵組成,有的高速飛機將水平安定面和升降舵合為一體成為全動平尾。垂直尾翼包括固定的垂直安定面和可動的方向舵。尾翼的作用是操縱飛機俯仰和偏轉,保證飛機能平穩飛行。

4.起落裝置——飛機的起落架大都由減震支柱和機輪組成,作用是起飛、著陸滑跑,地面滑行和停放時支掌飛機。

5.動力裝置——動力裝置主要用來產生拉力和推力,使飛機前進。其次還可為飛機上的其他用電裝置提供電源等。現在飛機動力裝置應用較廣泛的有:航空活塞式發動機加螺旋槳推進器、渦輪噴氣發動機、渦輪螺旋槳發動機和渦輪風扇發動機。除了發動機本身,動力裝置還包括一系列保證發動機正常工作的系統。

*飛機上除了這五個主要部分外,根據飛機操作和執行任務的需要,還裝有各種儀表、通訊裝置、領航裝置、安全裝置等其他裝置。

二、飛機的升力和阻力

**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。

**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。

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飛機為什麼不會掉下來

飛機達到一定的速度後會空氣氣流會托起雙翼,飛機就不會掉下來

為什麼飛機能在天上飛,而不掉下來?

飛機是看鳥做成的 鳥有翅膀 飛機也有翅膀 飛機的翅膀有引力 所以飛機不會掉下來

飛機在空中為什麼不會掉下來

空氣動力學 你這個問題其實是問飛機的飛行原理,我將飛機飛行原理告訴你,就能解答你的問題了! 牛頓三大運動定律 第一定律:除非受到外來的作用力,否則物體的速度(v)會保持不變 沒有受力即所有外力合力為零,當飛機在天上保持等速直線飛行時,這時飛機所受的合力為零,與一般人想像不同的是,當飛機降落保持相同下沉率下降,這時升力與重力的合力仍是零,升力並未減少,否則飛機會越掉越快。 第二定律:質量為m的物體動量(p = mv)變化率是正比於外加力 F 且發生在力的方向 此即著名的 F=ma 公式,當物體受一個外力後,即在外力的方向產生一個加速度,飛機起飛滑行時引擎推力大於阻力,於是產生向前的加速度,速度越來越快阻力也越來越大,遲早引擎推力會等於阻力,於是加速度為零,速度不再增加,當然飛機此時早已飛在天空了。 第三定律:作用力與反作用力是數值相等且方向相反。 你踢門一腳,你的腳也會痛,因為門也對你施了一個相同大小的力 力的平衡 作用於飛機的力要剛好平衡,如果不平衡就是合力不為零,依牛頓第二定律就會產生加速度,為了分析方便我們把力分為X、Y、Z三個軸力的平衡及繞X、Y、Z三個軸彎矩的平衡。 軸力不平衡則會在合力的方向產生加速度,飛行中的飛機受的力可分為升力、重力、阻力、推力,升力由機翼提供,推力由引擎提供,重力由地心引力產生,阻力由空氣產生,我們可以把力分解為兩個方向的力,稱 x 及 y 方向〔當然還有一個z方向,但對飛機不是很重要,除非是在轉彎中〕,飛機等速直線飛行時x方向阻力與推力大小相同方向相反,故x方向合力為零,飛機速度不變,y方向升力與重力大小相同方向相反,故y方向合力亦為零,飛機不升降,所以會保持等速直線飛行。 彎矩不平衡則會產生旋轉加速度,在飛機來說,X軸彎矩不平衡飛機會滾轉,Y軸彎矩不平衡飛機會偏航、Z軸彎矩不平衡飛機會俯仰。 還有就是伯努利定律

飛機為什麼不會從天上掉下來?

牛頓三大運動定律

第一定律:除非受到外來的作用力,否則物體的速度(v)會保持不變

沒有受力即所有外力合力為零,當飛機在天上保持等速直線飛行時,這時飛機所受的合力為零,與一般人想像不同的是,當飛機降落保持相同下沉率下降,這時升力與重力的合力仍是零,升力並未減少,否則飛機會越掉越快。

第二定律:質量為m的物體動量(p = mv)變化率是正比於外加力 F 且發生在力的方向

此即著名的 F=ma 公式,當物體受一個外力後,即在外力的方向產生一個加速度,飛機起飛滑行時引擎推力大於阻力,於是產生向前的加速度,速度越來越快阻力也越來越大,遲早引擎推力會等於阻力,於是加速度為零,速度不再增加,當然飛機此時早已飛在天空了。

第三定律:作用力與反作用力是數值相等且方向相反。

你踢門一腳,你的腳也會痛,因為門也對你施了一個相同大小的力力的平衡作用於飛機的力要剛好平衡,如果不平衡就是合力不為零,依牛頓第二定律就會產生加速度,為了分析方便我們把力分為X、Y、Z三個軸力的平衡及繞X、Y、Z三個軸彎矩的平衡。

軸力不平衡則會在合力的方向產生加速度,飛行中的飛機受的力可分為升力、重力、阻力、推力,升力由機翼提供,推力由引擎提供,重力由地心引力產生,阻力由空氣產生,我們可以把力分解為兩個方向的力,稱 x 及 y 方向〔當然還有一個z方向,但對飛機不是很重要,除非是在轉彎中〕,飛機等速直線飛行時x方向阻力與推力大小相同方向相反,故x方向合力為零,飛機速度不變,y方向升力與重力大小相同方向相反,故y方向合力亦為零,飛機不升降,所以會保持等速直線飛行。

彎矩不平衡則會產生旋轉加速度,在飛機來說,X軸彎矩不平衡飛機會滾轉,Y軸彎矩不平衡飛機會偏航、Z軸彎矩不平衡飛機會俯仰。

伯努利定律伯努利定律是空氣動力最重要的公式,簡單的說流體的速度越大,靜壓力越小,速度越小,靜壓力越大,這裡說的流體一般是指空氣或水,在這裡當然是指空氣,設法使機翼上部空氣流速較快,靜壓力則較小,機翼下部空氣流速較慢,靜壓力較大,兩邊互相較力,於是機翼就被往上推去,然後飛機就飛起來,以前的理論認為兩個相鄰的空氣質點同時由機翼的前端往後走,一個流經機翼的上緣,另一個流經機翼的下緣,兩個質點應在機翼的後端相會合,經過仔細的計算後發覺如依上述理論,上緣的流速不夠大,機翼應該無法產生那麼大的升力,現在經風洞實驗已證實,兩個相鄰空氣的質點流經機翼上緣的質點會比流經機翼的下緣質點先到達後緣.

飛機那麼重為什麼不會掉下來?

物理學的原理,飛機向前運動,與空氣產生相對運動,因而機翼處就有氣體流動。而機翼的造型是上面呈弧形,下面水平的,氣流經過形成一種託力,將飛機托起。望採納

為什麼飛機在空中不會掉下來

飛機是利用與空氣相互作用產生的空氣動力在大氣層內飛行。飛機上的發動機依靠飛機攜帶的燃料(汽油)和大氣中的氧氣工作。 當物體在空氣中快速移動時,物體上面和下面會有一個壓力差,物體就能利用這個壓力差飛行。

飛機在天上飛為什麼不會掉下來

因為飛機上方氣流大壓強小!小於大氣壓!被大氣壓上去的!

為什麼飛機在空中不會掉下來?

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。首先,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。 如果兩手各拿一張薄紙,使它們之間的距離大約4~6釐米。然後用嘴向這兩張紙中間吹氣,你會看到,這兩張紙不但沒有分開,反而相互靠近了,而且用最吹出的氣體速度越大,兩張紙就越靠近。

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。

根據氣流的連續性原理和伯努利定理可以得知,機翼上方的壓強比機翼下方的壓強小,也就是說,機翼下表面受到向上的壓力比機翼上表面受到向下的壓力要大,這個壓力差就是機翼產生的升力。

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