飞机的上升原理
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/18 18:55:15
飞机的上升原理
飞机的上升原理
飞机的上升原理
直升机能飞上天的原理是什么呢?要想理解它必须先理解1600年伯努利发现的"伯努利原理".如果知道了这个原理就能知道直升机升天的原理了.所谓"伯努利原理"就是类似空气或水的流体流速快,流体产生的压力就会变弱.所以水流动时如果一边的水势强,另一边弱那么水势弱的一边压力就大,水势强的一边压力就小.如果在它们之间放入树叶,树叶就会顺着水势强的一边.因为水势弱的一边压力大,水势强的一边就把树叶推向弱的一边.
半圆模样的木板经过大气时同样如此.把半圆圆的一面朝上放置以后,如果把半圆向前移动就把空气分成了上下两股气流.向上的空气就会沿着半圆圆的一边流动,向下的空气就会沿直线流动.因为半圆的长度更长,向上的空气流动更快.下面流动较慢的空气就被流动快的空气－压力较弱的－上方推动做半圆运动.这种力被称为"举力".飞机能飞上天也是有了这种力的缘故.因为飞机的机翼上部旋转出的是流线型,所以就能很容易的上升.
直升机上升的原理稍微复杂一些.因为它虽然利用了举力但是和流线型的机翼产生的举力是不同的.直升机的旋转机翼上部和下部是一样的.那么是如何产生举力的呢?直升机改变旋转机翼的角度就产生了举力.
这可以坐在车上体会到.汽车行驶时把旁边的车窗放下后把手略微伸出窗外.如果把水平伸开的手稍微向前倾斜就能感到手在上升.在水平面上倾斜后接受风的上下面积不同就产生了举力.利用这个原理直升机把中央螺旋桨的机翼角度倾斜后使之旋转就产生了举力.
想要改变直升机方向时只要改变机翼面的角度就行了.这可以从陀螺上得到验证.轻轻拨动沿反时针方向急速旋转的陀螺的右边就会发现陀螺会向前旋转.陀螺旋转时同时进行两边的旋转运动.一种是自己沿着轴旋转的运动,另一种是沿着轴周围旋转的运动.一般旋转式这两个运动会保持均衡,如果拨动旋转的陀螺的一边,破坏了这种平衡,那么为了保持平衡陀螺就会反射似地向前旋转.物理学家们把这种作用称为"旋进性(Gyroscopic Precession)"（陀螺进动）.直升机向前飞行就是依据这个原理
**飞机是重于空气的飞行器,当飞机飞行在空中,就会产生作用于飞机的空气动力,飞机就是靠空气动力升空飞行的.在了解飞机升力和阻力的产生之前,我们还要认识空气流动的特性,即空气流动的基本规律.流动的空气就是气流,一种流体,这里我们要引用两个流体定理：连续性定理和伯努利定理
流体的连续性定理：当流体连续不断而稳定地流过一个粗细不等的管道时,由于管道中任何一部分的流体都不能中断或挤压起来,因此在同一时间内,流进任一切面的流体的质量和从另一切面流出的流体质量是相等的.
**连续性定理阐述了流体在流动中流速和管道切面之间的关系.流体在流动中,不仅流速和管道切面相互联系,而且流速和压力之间也相互联系.伯努利定理就是要阐述流体流动在流动中流速和压力之间的关系.
伯努利定理基本内容：流体在一个管道中流动时,流速大的地方压力小,流速小的地方压力大.
**飞机的升力绝大部分是由机翼产生,尾翼通常产生负升力,飞机其他部分产生的升力很小,一般不考虑.从上图我们可以看到：空气流到机翼前缘,分成上、下两股气流,分别沿机翼上、下表面流过,在机翼后缘重新汇合向后流去.机翼上表面比较凸出,流管较细,说明流速加快,压力降低.而机翼下表面,气流受阻挡作用,流管变粗,流速减慢,压力增大.这里我们就引用到了上述两个定理.于是机翼上、下表面出现了压力差,垂直于相对气流方向的压力差的总和就是机翼的升力.这样重于空气的飞机借助机翼上获得的升力克服自身因地球引力形成的重力,从而翱翔在蓝天上了.
* 机翼升力的产生主要靠上表面吸力的作用,而不是靠下表面正压力的作用,一般机翼上表面形成的吸力占总升力的60-80%左右,下表面的正压形成的升力只占总升力的20-40%左右.
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