飛機為什麼能飛?可不是有個翅膀這麼簡單

2020-12-05 看航空

這個問題的答案,可不是

因為飛機有機翼這麼簡單

這背後的空氣動力學原理

小飛俠詳細和大家說一說

《航空百問》第3期

兩類航空器

航空器按飛行原理分類,可以分為輕於空氣的航空器和重於空氣的航空器兩大類。輕於空氣的航空器,其飛行原理是空氣靜力學原理,比如熱氣球、飛艇,靠空氣的浮力升空;而重於空氣的航空器主要遵循空氣動力學原理或反作用力原理,以飛機為代表的固定翼航空器主要靠機翼的升力支持它在空中飛行。

伯努利定理

機翼上產生的升力是飛機與空氣相對運動的結果,它基於空氣動力學兩個最基本的定理:流體連續性原理和伯努利定理。理解了這兩個原理,飛機怎麼飛起來的就好理解了。

瑞士科學家伯努利通過研究理想流體運動中速度、壓力、密度等參數之間關係找到了變化的規律,即伯努利方程。簡單來說,就是流體的流速與其壓強成反比,在空氣中,當空氣流動得越快,空氣的壓力就越小。

直觀小實驗

一個簡單的小試驗,能幫你更直觀地理解伯努利原理。剪兩條等長等寬的紙條。我們可以發現,紙條不僅沒被吹開,反而吸在了一起。這就是伯努利原理的具體體現。因為兩紙間的空氣流動,壓力變小,而兩紙的外側一面的空氣沒有流動,壓力相對增大,紙便被空氣往裡「壓」了。

流體連續性

流體連續性原理,可以簡單表述為:根據質量守恆定理,當一定質量的氣體流經截面變化的管道時,在同一時段內,流過任何截面的氣體質量都是相等的。當空氣流速較低時,空氣密度變化很小,或者說空氣是不可壓縮的。這時,你可以想像,氣流穩定地流過直徑變化的管子時,每秒流入多少空氣,也流出等量的空氣,所以管徑粗處的氣流速度較小,而管徑細處較大。

機翼的奧秘

近距離觀察機翼構造,不難發現飛機機翼上下兩側的形狀是不一樣的,上面的要凸一些,而下面的則要平一些,這正是飛機升力產生的奧秘所在。

飛機滑跑和飛行時,機翼與空氣做相對運動,可以認為空氣沿機翼流動。氣流流過翼剖面時,可以想像翼剖面放在一個空氣構成的大流管中。

就這樣飛起來

空氣流經翼剖面時,相同時間內,翼剖面上側的空氣比下側的空氣流過了更多的路程,也就是說上側空氣流速快、壓強小,下側空氣流速慢、壓強大,這就使飛機產生了一個向上的升力。

機翼上眾多翼剖面的升力之和構成了機翼的總升力。而當飛機滑跑到一定速度,升力超過了飛機重力的時候,飛機就飛起來。

直升機的的旋翼槳葉相當於旋轉的機翼,遵循類似的空氣動力學原理,但旋翼上的空氣動力現象就要比飛機機翼上的複雜得多。這個話題,小飛俠將在後續節目中為您解答。

相關焦點

  • 鳥為什麼能飛起來?沒你想的那麼簡單!
    ▲ 飛起的鳥。圖/Rawpixel鳥為什麼能飛,這個問題還不好回答麼?因為它有翅膀啊!
  • 這麼重的飛機,沒有鳥兒一樣的翅膀,靠機翼是怎麼飛上藍天的?
    一般情況下,飛機的體積和飛機的體重是成正比的,體型越大的飛機,體重也就越重,不說那些超級大飛機,就算是普通的小飛機沒有個幾百噸也有幾十噸了,所以這麼重的飛機又沒有像鳥兒一樣能動的翅膀,光是靠兩個不能動的機翼到底是怎麼克服了地球引力飛上藍天的呢?
  • 飛機那麼重,為什麼能飛起來?
    飛機那麼大,為什麼能飛起來?  我們每個人都見過大飛機,而且相信每個人通過我們初中的知識就可以簡單的解釋飛機是如何飛起來的,但飛機真的僅僅是依靠所謂的上下翼面的壓差飛起來的?  帶著這個問題,我們做簡單分析,僅供交流思考。  1、升力如何產生?
  • 有翅膀不等於會飛,在有翅膀的生物中,最不應該會飛的就是昆蟲
    飛行的夢想對於人類而言,曾是如此的困難重重,但有很多生命,它們從一出生便能夠翱翔於天空,比如鳥類和昆蟲。既然說到了昆蟲,那麼昆蟲為什麼會飛呢?你可能會認為昆蟲有翅膀,所以當然應該會飛,但實際上並不是這樣的,有翅膀並不等於會飛。最顯而易見的例子,鴕鳥和家養的雞就都不會飛。
  • 長有「翅膀」的飛蜥
    而今天要給大家講述的是另一種奇特的蜥蜴,在這裡我要先給大家賣個關子。眾所周知,在已知的動物界中,會飛的動物有許許多多,最常見的飛行動物就是鳥類和昆蟲,但是你聽說過蜥蜴也會飛嗎?不是小編給你吹,在現實的生活中,的確是有一種蜥蜴擁有飛行的能力。但是這種飛行的能力並不是真正的飛行,而是滑行。
  • 人有翅膀能飛嗎?
    依靠電力的機械翅膀可能能行,但是像影視作品裡那種長出來的翅膀其實是很難的。很多影視作品裡,都會有那種有像是鳥翅膀一樣的角色。這時候出現了一個問題,如果人長了翅膀真的能飛嗎?研究表明,如果人想要運用鳥一樣的翅膀進行獨立飛行(而不是利用電力或者其他機械飛翔),首先需要足夠多的胸肌和背肌。鳥類翅膀的扇動,主要是上下運動,如果你的翅膀長在背上,那基本是無法控制的。
  • 為什麼企鵝有翅膀卻不能飛?
    為什麼企鵝有翅膀卻不能飛?時間:2020-03-23 17:33   來源:天晴資訊網   責任編輯:沫朵 川北在線核心提示:原標題: 企鵝是典型的海鳥,雖然長著鳥的頭和喙,以及兩個翅膀,卻不能飛行。相反,它一到海裡就活蹦亂跳得像條魚,並且能以每小時18千米的速度在水中飛馳。為什麼企鵝有翅膀卻不能飛呢?
  • 為什麼這麼重的飛機能夠飛起來?
    很多人可能都在心裡有過這樣的疑問:這麼重的飛機是什麼原理讓它飛起來的?為什麼一定要加速到一定程度才能飛,而不是剛開始滑行就起飛?飛機的原理主要是利用了流體動力學的一個理論,伯努利原理。它也可以被表述為:伯努利方程最重要的一個應用就是飛機:想像一下機翼快速切割空氣,上下的流線不一樣。因為機翼受到向上的升力。飛機飛行時機翼周圍空氣的流線分布是指機翼橫截面的形狀上下不對稱,機翼上方的流線密,流速大,下方的流線疏,流速小。由伯努利方程可知,機翼上方的壓強小,下方的壓強大。由於壓力差,從而產生了託舉力。
  • 流體壓強知識:飛機為什麼能飛起來?
    流體壓強知識:飛機為什麼能夠飛起來? 我們在認識靜止液體和氣體壓強的基礎上,來認識流動液體或氣體的壓強。 什麼叫流體?流動的氣體或液體。流體的流速和橫截面積等因素有關。橫截面積大,流速小。反之,流速大。例如:在河道的較窄處或者淺處水流速快。在窄的出風口處,空氣的流速快。
  • 飛機為什麼能飛?升力怎麼產生的?
    飛機為什麼能飛?神跡般的現象,背後是極其簡單的原理,希望各位朋友能從文中找到答案。   譯者的話: 我的瑞典朋友馬丁·宋貝先生於1953-1983年長期擔任瑞典航空研究院(FFA)低速氣動力部主任,他是一名至今還開飛機上天的有54年歷史的老飛行員。這兩年他常和我討論飛機升力產生原理的傳統說法,他認為許多人誤用了伯努利定理來解釋升力。
  • 飛機能飛起來 這四個力很關鍵
    飛機為什麼可以飛起來?飛機指的就是固定翼飛行器,固定翼飛行器才叫飛機,不包括直升機、旋翼機和傾轉旋翼機,飛機的飛行原理和前三者也不同,這個一定要認識到。一架飛機在空中勻速直線平飛時,按照作用和反作用分成以下4個力:重力:在地球引力的作用下,由於飛機的自身重量會產生一個向下的重力。升力:飛機飛行時,由機翼產生的向上的升力。拉力:飛機只有在受到向前的拉力(或推力)時,才能向前運動。阻力:飛機向前運動時,受到空氣對它的阻擋作用。
  • 飛機為什麼能飛起來,竟然至今還是個未解之謎
    自從1903年萊特兄弟發明了世界上第一架飛機「飛行者」開始,飛機就成了人們生活中不可或缺的交通工具之一。但是你知道嗎,從100年前到今天,「飛機為什麼能飛起來」至今是個未解之謎!
  • 上百噸重的飛機為何能飛上天?飛行原理是什麼?科學解答真相!
    不知道各位看官去坐飛機的時候會不會有這樣一個問題,一個重達幾百噸的飛機到底是怎麼飛起來的?年年科普日,歲歲漲知識。今天奇哥就來聊聊這個問題。我們人類研發飛機的靈感就是從鳥類飛行上得來的,鳥的翅膀向下煽動,由於空氣存在慣性,翅膀下部的空氣不會立馬跟隨翅膀向下運動,空氣被壓縮,氣壓升高,同樣的道理,翅膀上部的氣壓變低,這時翅膀上下部氣壓不同,形成壓力差,產生升力。不過,鳥類還有另外一個動作,即使不煽動翅膀也能飛行,那就是滑翔,而飛機的飛行就可以看成鳥在滑翔。不過此時並沒有明顯壓縮空氣行為,那升力是哪來的呢?
  • 飛機為什麼能飛起來?直到今天,科學家仍然沒有答案
    伯努利原理的第二個缺點是,它並沒有說明機翼上部高速流動的空氣為什麼會形成更低的壓力,而不是更高的壓力。在機翼上表面流動的空氣分子卻不是這樣的,但是伯努利原理卻並沒有說明白為什麼會形成這種現象。第三個問題特別關鍵,可以證明伯努利原理對升力的解釋是不對的:一架具有彎曲上表面的飛機翻過身來也能飛行。
  • 飛機為什麼能飛起來,其實至今仍然是個未解之謎!
    本文來源:航旅縱橫自從1903年萊特兄弟發明了世界上第一架飛機「飛行者」開始,飛機就成了人們生活中不可或缺的交通工具之一。但是你知道嗎,從100年前到今天,「飛機為什麼能飛起來」至今還是個未解之謎!兩個經典理論中的漏洞眾所周知飛機是因為有升力飛起來,但是升力是如何產生的?有兩個理論可以解釋升力的產生,但是他們都有一些漏洞。
  • 飛機為什麼能飛起來,竟然至今還是個未解之謎
    但是你知道嗎,從100年前到今天,「飛機為什麼能飛起來」至今是個未解之謎!1.兩個經典理論中的漏洞眾所周知飛機是因為有升力飛起來,但是升力是如何產生的?有兩個理論可以解釋升力的產生,但是他們都有一些漏洞。
  • 沒有翅膀會飛的動物
    我說:沒關係啊,子峪學校和巴學園一樣都是好學校,你能在這裡上學,我覺得是件快樂的事情吧。你覺得呢?! 陝陝點點頭:是很快樂!可是,為什麼叫子峪學校呢?我說,也許,是因為你們的學校在天子峪山腳下吧。陝陝說:那為什麼叫天子峪呢?我說,因為這裡曾經出生過一個唐朝的皇帝啊。
  • 為什麼那麼薄飛機的翅膀可以支撐起那麼重的飛機?
    真正支撐起飛機的並不是飛機的翅膀,而是我們最熟悉不過的空氣。空氣能支撐起飛機?別開玩笑了,一片羽毛都能從空中落下,連羽毛都支撐不住,還支撐飛機?實際上,不管你信不信,支撐起飛機那麼龐大重量的,真的就是空氣。
  • 飛機為什麼能飛起來? "伯努利原理"了解一下
    想像一下,你坐在飛機上看著窗外的藍天白雲,俯瞰著大地的勃勃生機。這時,你忍不住讚嘆科技的神奇,讓我們有機會在藍天翱翔。與此同時,你又不禁問自己,為什麼飛機可以飛起來呢?談起飛機為什麼能飛起來,不得不提到的就是「伯努利原理」。
  • 為什麼雞和企鵝有翅膀卻不能飛呢?
    《動物篇》003為什麼雞和企鵝有翅膀卻不能飛呢?▽在六時小時候那時奶奶家還養著幾隻母雞我特別喜歡追著它們跑它們可以震動翅膀跳到1.5高的圍牆我就問奶奶為啥母雞有翅膀,但是飛不高呢奶奶告訴我:在很久很久以前