飛機為什麼能飛起來？它在空中是如何控制方向的？

飛機為什麼能在天空飛翔？

飛機起飛憑藉的是一個向上的力，即升力。

要想知道飛機升力的產生，首先要認識空氣流動遵循的特性：伯努利定理和連續性定理。

在此之前，再來明白一個概念，流管概念。

流管概念：科學家把空氣的流動假設成在看不見的管道中進行的，這些看不見的管道稱為「流管」。

再看連續性定理：當空氣在同一時間內在流管流動時，各個截面流經的空氣品質是相同的。

伯努利定理：空氣在流管中流速大的地方壓強小，反之，流速小的地方壓強大。

在機翼的橫截面上，可以看到彎曲程度上表面要比下表面大。

如圖

空氣在前緣的氣流流過機翼時，被分為兩部分從機翼上下表面流過。根據連續性定理，因為空氣品質是相同的，所以在一瞬間分離的空氣會同時到達機翼的後緣，在此匯合迅速向後流去。

而機翼上表面是彎曲的，所以上表面空氣流動的空間相比下表面的就小，但又要同時到達機翼後緣，那麼上表面的空氣流速就要變快。而空氣流動在機翼下表面空間擴展，速度同理變慢。

根據伯努利定理，機翼上表面流速快，壓強小，下表面流速慢，壓強大。

（壓強：物體所受壓力的大小與受力面積之比叫做壓強，壓強用來比較壓力產生的效果，壓強越大，壓力的作用效果越明顯。）

壓力上小下大，飛機凌空而起就是因為機翼受到一個向上的合力升力，就像小鳥不停煽動翅膀一樣的道理。

飛機如何自由飛行？

飛機和汽車在地面用方向盤運動不同，飛機沒有地面的支撐，所以比汽車更加複雜。

方向的控制要靠空氣流的升力託舉。

飛機控制方向分為3種方式：

1.俯仰，飛行員將升降舵下偏，空氣會給升降舵面一個向上的力，使飛機繞橫軸轉動，飛機就會下俯。要想讓飛機抬頭，升降舵上偏就可以了；

2.橫滾，操縱駕駛杆讓左副翼向下偏，翼面的空氣會有一個向上的力，迫使飛機繞縱軸右滾，要想使飛機左滾，操縱左副翼上偏就行了。左右副翼的運動方向是相反的，這一點一定要注意；

3.偏航，就是平時說的拐彎，操縱垂直尾翼上的方向舵左偏，空氣就會往右吹，給尾部向右的力矩飛機繞縱軸轉動，機頭向左轉，向右也是一樣的。

飛機俯仰方向的控制：在飛機的尾部通常有一對小的水平方向的翼面，和燕子的尾巴相似，叫做水平尾翼（簡稱平尾）。在它的後緣，有兩個升降舵可上下活動，可以控制飛機俯仰。當飛行員向後拉駕駛杆時，升降舵就會向上偏轉，這樣水平尾翼受氣流的影響，產生向下的力將飛機尾部下壓，飛機的頭就會抬起來向上飛行。

當飛行員向前推駕駛杆時，升降舵向下偏轉產生的氣流，使水平尾翼產生向上的力，這樣機頭就會低頭向下俯衝飛行；

飛機偏航方向的控制：飛機尾部有一個垂直方向的翼面，叫做垂直尾翼（簡稱垂尾），有穩定性作用，可以使飛機向左或向右偏轉。它的後緣有可活動的方向舵，控制著飛機偏航的方向。

當飛行員向右蹬腳蹬，方向舵會向右偏轉，這樣氣流就會對垂直尾翼產生向左的力，機頭會向右偏轉。當飛行員向左蹬腳蹬時，方向舵就會向右偏轉，這樣飛機就會向左產生偏航；

飛機滾轉方向控制：飛機的副翼，位於飛機的左右機翼後緣外側，是兩個可活動的舵面。它能控制飛機向右、向左傾斜的角度（坡度）。當飛行員向左壓駕駛杆時，飛機右側的副翼相應地會向下偏轉，右側機翼彎度會增大，升力也會增大。同理，左側的副翼會向上偏轉，左側機翼彎度會變小，升力也會減小。飛機接受左右升力的差而滾轉。如果想隨意滾轉，只要向左向右拉駕駛杆就行了。

安全:飛行服上的紐扣消失之謎

飛行服是飛行員在飛行中，如果遇到極端的氣候，可以保障機上人員的正常作業能力、維持基本的生命安全。是專供飛行人員在空中執行任務時穿的特殊服裝，包括飛行頭盔、圍巾、手套、外衣褲、內襯衣褲、飛行靴等整套裝備。

北約在20世紀50年代軍事演習中，某國最先進的戰鬥機飛行表演時，升空不久就發生爆炸墜毀。調查的結果：導致設備故障的竟然是飛行服上脫落的一顆紐扣掉入機內，使得飛機失控墜毀。

墜毀的飛機

此後，飛行服改用拉鏈和尼龍搭扣。不僅僅是紐扣，任何掉入飛機內的異物，當飛機做劇烈的機動動作時，這些異物都可能導致儀器設備失靈、電器短路、機件的卡滯等故障。飛行安全非常危險，有的直接機毀人亡。所以，飛機上的檢查很嚴格，不允許有任何物體出現，以保證不出現意外。

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