飛機為什麼可以飛起來? 是什麼原理呢?

2020-10-18 知築

先把飛機定義搞清楚。飛機是指具有一具或多具發動機的動力裝置產生前進的推力或拉力,由機身的固定機翼產生升力,在大氣層內飛行的重於空氣的航空器,按照其使用的發動機類型又可被分為噴氣飛機和螺旋槳飛機。按此定義,靠旋轉翼產生升力的直升機不是飛機。飛機、直升機還有飛彈等能在空中飛的物體叫飛行器。

飛機飛行與風箏飛行是一個道理,只不過不用你拉著跑了,其向前的動力由發動機提供,它相對於空氣的速度越大,角度越大,其豎直方向的分力也越大,也就是升力越大,當然,角度越大,其水平方向的分力也越大,空氣阻力也就越大,要達到相同的水平速度,對發動機的功率要求也就越大。相反,角度越小,其豎直方向的分力越小,升力也越小,要想達到相同的升力,速度要求就越高。這就需要飛機的角度取值在一個合理的最佳範圍內。

為了使飛機達到足夠的速度,需要通過發動機給飛機加速。而加速的過程是緩慢的,畢竟飛機是一個龐然大物,即便有的發動機一臺的推力就可以達到四十、五十噸,但是推動一臺幾百噸重的飛機往前移動,加速度依舊是很慢,所以需要一段很長的跑道逐漸加速,直到速度達到之後才可以起飛。

飛機之所以能飛起來,歸根結底來自機翼提供的升力,固定翼飛機如此,旋轉翼飛機也是一樣的道理。至於升力的產生原理,這個就牽涉到大學裡的一門比較難懂的課程《流體力學》中的一個知識——伯努利原理。

伯努利原理的實質是流體的機械能守恆,或者用公式來表達就是流體的動能、重力勢能與壓力勢能之和為常數。用這個原理我們可以推論出流體流速非常快時,壓強就會變得很小;相反的,流速慢時,壓強相對較大。用這條推論就可以解釋為什麼飛機機翼會產生升力。GIF

飛機靜止的時候,流過機翼表面的速度為0,此時飛機的升力也為0。當飛行員啟動飛機發動機,飛機開始向前運動,機翼切割空氣產生相對氣流,此時機翼開始產生升力,並且升力隨著飛機滑跑速度的增大而快速增大。直到某一時刻,飛機的升力等於飛機自身的重力的時候,飛行員拉杆使飛機抬頭,飛機便可以上天了。

當飛機飛行時,機翼在空氣中運動,將前方的空氣分割成上下兩層,上表面氣流通道窄,氣流速度快,壓力變小。下表面氣流通道較寬,氣流速度較慢,相對壓力較大,於是產生升力。

所以,飛機只有在飛行的時候,機翼才可以產生升力。

相關焦點

  • 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」。
  • 「台州市民閱讀館」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」。丹尼爾·伯努利在1726年提出:「在低速流動的流體中,一條流管內氣(液)體流速越大,其靜壓越小」。這個原理被後人稱為「伯努利原理」。伯努利原理可以用一個簡單的實驗來驗證。我們拿著兩張紙,往兩張紙中間吹氣,會發現紙不但不會向外飄,反而會被一種力擠壓在一起。
  • 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。伯努利原理往往被表述為:這個式子被稱為伯努利方程。式中,P為流體中某點的壓強,v為流體該點的流速,ρ為流體密度,g為重力加速度,h為該點所在高度,C是一個常量。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?
  • 為什麼火箭能飛入太空,飛機卻不可以呢?來看看解釋吧
    飛機為什麼不能飛向太空?自1687年牛頓發現萬有引力至今,人類早已實現了衝出地球飛向太空的夢想。但是,為什麼同為飛行器,火箭就能夠脫離地心引力在宇宙航行,而飛機卻只能飛行在萬米高空呢?至於我們平時乘坐的民航飛機最高速度只有0.8馬赫左右,想讓它飛向太空,可謂是天方夜譚。但是如果拋開安全性,舒適性,經濟性等一系列要考慮的問題執意提高速度。飛機有希望衝破大氣層嗎?
  • 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。
  • 飛機為什麼能飛起來?直到今天,科學家仍然沒有答案
    一個難以置信的事實是:儘管萊特兄弟在100多年前就將飛機開上了天空,但直到今天,人們仍然不清楚,飛機是如何飛起來的。從嚴格的數學層面上講,工程師們知道如何設計能在高空飛行的飛機,但數學公式並不能解釋氣動升力產生的原因。
  • 飛機為什麼能飛起來?直到今天,科學家仍然沒答案
    來源:環球科學一個難以置信的事實是:儘管萊特兄弟在100多年前就將飛機開上了天空,但直到今天,人們仍然不清楚,飛機是如何飛起來的。從嚴格的數學層面上講,工程師們知道如何設計能在高空飛行的飛機,但數學公式並不能解釋氣動升力產生的原因。
  • 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!
  • 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。
  • 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。現代飛機的飛行是一個非常系統且涉及多個領域的大工程,如果想深挖其原理,比如包括氣動布局、機翼、尾翼等構造,那只能去看書了,這需要很多空氣動力學知識和物理學知識的支持,不是一兩句話能講清楚。所以這裡只能分析最重要的因素,那就是伯努利原理,不過伯努利原理也頗為專業,筆者就化繁為簡。
  • 飛機為什麼能飛起來?直到今天,科學家仍然沒有答案
    一個難以置信的事實是:儘管萊特兄弟在100多年前就將飛機開上了天空,但直到今天,人們仍然不清楚,飛機是如何飛起來的。這些數據有力地證明了伯努利原理的正確性。然而,伯努利原理本身並不能完全解釋升力。儘管實際經驗表明,在彎曲的表面上空氣流動的速度確實更快,但伯努利原理卻無法解釋為什麼會出現流速變快的現象。換句話說,這個定理並沒有說明機翼上方的高流速是如何產生的。
  • 【物理科普】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!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。這是瑞士數學家丹尼爾·伯努利在1738年發表的專著《流體動力學》中提出的一種原理。這個原理也成為了目前解釋「飛機為什麼能飛起來」的非技術性理論。
  • 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。其中最流行的就是伯努利原理,這是瑞士的數學家丹尼爾·伯努利原在1738年發表的專著《流體動力學》中提出的原理。簡單來說,就是流體的壓力會隨著速度的增加而減少,反之亦然。不過,雖然我們可以用這個原理來解釋飛機的升力,不過我們要知道,人類第一架飛機是在1903年才出現的,所以解釋不全也是能理解的。伯努利原理其實可以用很簡單的實驗來證明。
  • 飛出金氏世界紀錄6914米的蘇珊紙飛機,背後是什麼原理?
    飛出金氏世界紀錄6914米的蘇珊紙飛機,背後是什麼原理?《曾經飛出金氏世界紀錄的蘇珊紙飛機,飛行距離69.14米》看了上面這個蘇珊紙飛機的視頻,是不是覺得很神奇?紙飛機雖不是真飛機,但它卻是最簡單的飛機模型。
  • 為什麼飛機總是飛得很高,往低飛會發生什麼事?
    導語:為什麼飛機總是飛得很高,往低飛會發生什麼事?隨著國家的發展,在各個方面都有了很大的提升,我們現在的出行也是有很多的選擇了,但是一旦遇到了需要出遠門的時候,大部分人還是會選擇飛機最為一個最好選擇,那麼是為什麼呢?
  • 100噸重的飛機,是怎樣飛起來的?看完佩服工程師的智慧
    100噸重的飛機,是怎樣飛起來的?看完佩服工程師的智慧說起飛機,以前絕對算得上是奢侈品,除了王侯將相、富豪大款可以偶爾坐一下,普通人連想都不敢想。現在隨著經濟水平的提高,大部分人都能坐得起飛機了,飛機已經成了長途出行最重要的交通工具之一,給我們的工作和生活帶來了極大的便利!不知道大家有沒有想過,動輒上百噸的飛機,是怎麼飛起來的呢?今天咱們來聊聊這個問題。這個問題分兩部分說,先說飛機往前運動的動力來源。
  • 飛機能飛起來 這四個力很關鍵|升力、阻力、飛行器_網易新聞
    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。現代飛機的飛行是一個非常系統且涉及多個領域的大工程,如果想深挖其原理,比如包括氣動布局、機翼、尾翼等構造,那只能去看書了,這需要很多空氣動力學知識和物理學知識的支持,不是一兩句話能講清楚。
  • 飛機為什麼能夠飛起來?科學家們至今都沒有明確的答案來解釋!
    文/仗劍走天涯飛機為什麼能夠飛起來?科學家們至今都沒有明確的答案來解釋!想必大家如今都能夠感受到人類科技的進步,享受到科學家研究的研究成果了。可以說現在人類的生活當中處處都有著科技的身影,無論是我們日常的交通工具,還是在家中的日常生活用品,都存在著科技,那麼陪伴著我們日常生活當中的飛機是如何飛上天空的呢?其實直到今天科學家們都沒有給出最明確的回答。可能很多人都對此產生了一點點的不理解,飛機將可以起飛,那麼科學家們怎麼可能會沒有對他最明確的解釋和最深刻的理論闡述呢?