飞机是根据什么原理能飞起来的啊?

作者&投稿:唐滢 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
飞机靠什么原理飞起来的?~

原理
在真实且可产生升力的机翼中,气流总是在后缘处交汇,否则在机翼后缘将会产生一个气流速度为无穷大的点。
这一条件被称为库塔条件,只有满足该条件,机翼才可能产生升力。在理想气体中或机翼刚开始运动的时候,这一条件并不满足,粘性边界层没有形成。
通常翼型(机翼横截面)都是上方距离比下方长,刚开始在没有环流的情况下上下表面气流流速相同,导致下方气流到达后缘点时上方气流还没到后缘,后驻点位于翼型上方某点,下方气流就必定要绕过尖后缘与上方气流汇合。
由于流体黏性(即康达效应),下方气流绕过后缘时会形成一个低压旋涡,导致后缘存在很大的逆压梯度。随即,这个旋涡就会被来流冲跑,这个涡就叫做起动涡。
根据海姆霍兹旋涡守恒定律,对于理想不可压缩流体在有势力的作用下翼型周围也会存在一个与起动涡强度相等方向相反的涡,叫做环流,或是绕翼环量。
环流是从机翼上表面前缘流向下表面前缘的,所以环流加上来流就导致后驻点最终后移到机翼后缘,从而满足库塔条件。
由满足库塔条件所产生的绕翼环量导致了机翼上表面气流向后加速,由伯努利定理可推导出压力差并计算出升力,这一环量最终产生的升力大小亦可由库塔-茹可夫斯基方程计算:L(升力)=ρVΓ(气体密度×流速×环量值)这一方程同样可以计算马格努斯效应的气动力。
根据伯努利定理——“流体速度越快,其静压值越小(静压就是流体流动时垂直于流体运动方向所产生的压力)。”因此上表面的空气施加给机翼的压力F1小于下表面的F2。
F1、F2的合力必然向上,这就产生了升力。升力的原理就是因为绕翼环量(附着涡)的存在导致机翼上下表面流速不同压力不同。

扩展资料:

优点
喷气式客机的时速在810千米左右,机动性高。飞机飞行不受高山、河流、沙漠、海洋的阻隔,而且可根据客、货源数量随时增加班次。
据国际民航组织统计,民航平均每亿客公里的死亡人数为0.4人,是普通交通方式事故死亡人数的几十分之一到几百分之一,是比火车更为安全的交通运输方式。

缺点
价格太贵。无论是飞机本身还是飞行所消耗的油料相对其他交通运输方式都高昂的极多。
受天气情况影响。虽然航空技术已经能适应绝大多数气象条件,但是风、雨、雪、雾等气象条件仍然会影响飞机的起降安全。
起降场地也有限制。飞机必须在飞机场起降,一个城市最多不过几个飞机场,而且机场受周围净空条件的限制多分布在郊区。由于从飞机场到市区往往需要一次较长的中转过程,由此给高速列车提供了800公里以内距离的城际运输市场空间。
因此飞机只适用于重量轻,时间紧急,航程又不能太近的运输。
危险:虽然民航客机每亿客公里的死亡人数远低于其他运具,但批评者认为飞机本身旅程亦远比其他运具长,所以这个数值被拉低。在某些数据上飞机并不是特别安全。
飞机的事故率虽然比火车低,但是飞机一旦失事,将会有极少人生还甚至无人生还。飞机与地面失去联系,就无法安全飞行。
参考资料:百度百科---飞机

为什么飞机能起飞和降落,用的是哪些原理呢?今天可算知道了

飞机是由动力装置产生前进动力,由固定机翼产生升力,在大气层中飞行的重于空气的航空器。它比空气重,又不能像鸟那样扇动翅膀,但是飞机却能升入空中。原来飞机机翼并不是平平伸展的,而是向上凸起一些,这样当飞机水平前进时,迎面而来的气流就在机翼上产生向上的升力,使飞机升入空中。飞机飞行速度越快、机翼面积越大,所产生的升力就越大,所以飞机在起飞前需要在机场跑道上行进一段距离才能升空,而且飞机不能飞到没有空气的地方。
早期的飞机靠机身前端的螺旋桨旋转产生牵引力向前运动。螺旋桨产生的牵引力不大,飞机飞行的速度也不快。1939年8月27日,第一架喷气式飞机飞行成功,大大提高了飞机的飞行速度。喷气发动机是把吸入的空气压缩,再与燃料混合燃烧,形成高温高压气体向后喷出,产生强大的推动力,使飞机高速飞行。
现在,飞机的飞行速度可以几倍于声音在空气中传播的速度(每秒340米),驾驶这样的飞机,只需十几个小时就能环绕地球赤道一周,这样的飞机叫做超音速飞机。制造超音速飞机不仅需要先进的喷气发动机,还需要在飞机的制造材料、飞机的外形设计等方面达到很高的要求,是一项非常复杂的技术。现在,除了先进的战斗机、侦察机外,一些大型的客机也是超音速飞机。不过,螺旋桨飞机并没有被淘汰,在许多不需要高速度飞行的工作中(如喷洒农药、森林防火),螺旋桨飞机仍发挥着重要的作用

飞机靠伯努利原理飞上天空的。这就叫伯努利原理。
因为机翅上方为弧形,下边为平面,所以当飞机高速运动时,飞机上方的空气流速比下方慢,下放空气对机翼起到力的作用,托起机翼,因此飞机可以上天。
飞机由五个主要部分组成:机翼、机身、尾翼、起落装置和动力装置。
机翼的主要功用是为飞机提供升力,以支持飞机在空中飞行,也起一定的稳定和操纵作用。在机翼上一般安装有副翼和襟翼。操纵副翼可使飞机滚转;放下襟翼能使机翼升力增大。另外,机翼上还可安装发动机、起落架和油箱等。机翼有各种形状,数目也有不同。在航空技术不发达的早期为了提供更大的升力,飞机以双翼机甚至多翼机为主,但现代飞机一般是单翼机。
尾翼包括水平尾翼(平尾)和垂直尾翼(垂尾)。水平尾翼由固定的水平安定面和可动的升降舵组成(现代战斗机的整个平尾都是可动的控制面,不再设专门的升降舵)。垂直尾翼则包括固定的垂直安定面和可动的方向舵。尾翼的主要功用是用来操纵飞机俯仰和偏转,并保证飞机能平稳地飞行。
动力装置主要用来产生拉力或推力,使飞机前进。其次还可以为飞机上的用电设备提供电源,为空调设备等用气设备提供气源。
现代飞机的动力装置主要包括喷气式发动机和活塞发动机两种,应用较广泛的动力装置有四种:航空活塞式发动机加螺旋桨推进器;涡轮喷气发动机;涡轮螺旋桨发动机;涡轮风扇发动机。随着航空技术的发展,火箭发动机、冲压发动机、原子能航空发动机等,也将会逐渐被采用。动力装置除发动机外,还包括一系列保证发动机正常工作的系统,如燃油供应系统等。

在管道中以稳定速度流动的流体,如果流体是不可压缩的,而且能量既不增加,也不减少,那么,沿管道各点流体的动压与静压之和为常量。

从而我们得出结论
在管道剖面面积大的地方,流体的速度小,静压大;
在管道剖面面积小的地方,流体的流速大,静压小。

飞机为什么能飞?尽管有各个部门的配合,但是最主要的是飞机有一采用特殊剖面形状的机翼。

飞机能飞行起来靠的是机翼产生的升力,沿着飞机机身纵轴平行的方向剖机翼一刀,所剖开来的剖面形状,通常也称为“翼剖面”,最常见的翼剖面就是前端圆钝、后端尖锐,上边较弯、下边较平,上下不称,很象一条去掉尾巴的鱼的形状。这样飞机向前滑行时,根据伯努利定理,气流经过上翼面,气流受挤流速加快,压力减小,而流过下翼面时气流受阻力影响流速缓慢,压力大,于是,这个压力差便形成了一种向上的升力,当这个升力大于飞机的重量时,飞机就飞起来了。

翼剖面又称翼型。典型的翼型上凸下平,人们通常称流线型。根据流体的连续性和伯努利定理可知,相远前方的空气来,流经上翼面的气流受挤,流速加快压力减小,甚至形成吸力(负压力)而流过下翼面的气流流速减慢。于是上下翼面就形成了压力差。这个压力差就是空气动力。按力的分解法则,将其沿飞行方向分解成向上的升力和向后的阻力。阻力由发动机提供的推力克服。升力正好可克服自身的重力,将飞机托向空中。这就是飞机为什么会飞的奥秘所在。

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任何航空器都必须产生大于自身重力的升力才能升空飞行,这是航空器飞行的基本原理。前面我们提到,航空器可分为轻于空气的航空器和重于空气的航空器两大类,轻于空气的航空器如气球、飞艇等,其主要部分是一个大大的气囊,中间充以比空气密度小的气体(如热空气、氢气等),这样就如同我们小时候的玩具氢气球一样,可以依靠空气的静浮力升上空中。远在一千多年以前,我们的祖先便发明了孔明灯这种借助热气升空的精巧器具,可以算得上是轻于空气的航空器的鼻祖了。

然而,于重于空气的航空器如飞机,又是靠什么力量飞上天空的呢?

相信大家小时候都玩过风筝或是竹蜻蜓,这两种小小的玩意构造十分简单,但却蕴含着深刻的飞行原理。飞机的机翼包括固定翼和旋翼两种,风筝的升空原理与滑翔机有一些类似,都是靠迎面气流吹动而产生向上的升力,但与固定翼的飞机有一定的差别;而旋翼机与竹蜻蜓却有着异曲同工之妙,都是靠旋翼旋转产生向上的升力。

机翼是怎样产生升力的呢?让我们先来做一个小小的试验手持一张白纸的一端,由于重力的作用,白纸的另一端会自然垂下,现在我们将白纸拿到嘴前,沿着水平方向吹气,看看会发生什么样的情况。哈,白纸不但没有被吹开,垂下的一端反而飘了起来,这是什么原因呢?流体力学的基本原理告诉我们,流动慢的大气压强较大,而流动快的大气压强较小,白纸上面的空气被吹动,流动较快,压强比白纸下面不动的空气小,因此将白纸托了起来。这一基本原理在足球运动中也得到了体现。大家可能都听过足球比赛中的“香蕉球”,在发角球时,脚法好的队员可以使足球绕过球门框和守门员,直接飞入球门,由于足球的飞行路线是弯曲的,形似一只香蕉,因此叫做“香蕉球”。这股使足球偏转的神秘力量也来自于空气的压力差,由于足球在踢出后向前飞行的同时还绕自身的轴线旋转,因此在足球的两个侧面相于空气的运动速度不同,所受到的空气的压力也不同,是空气的压力差蒙蔽了守门员。

于固定翼的飞机,当它在空气中以一定的速度飞行时,根据相运动的原理,机翼相于空气的运动可以看作是机翼不动,而空气气流以一定的速度流过机翼。空气的流动在日常生活中是看不见的,但低速气流的流动却与水流有较大的相似性。日常的生活经验告诉我们,当水流以一个相稳定的流量流过河床时,在河面较宽的地方流速慢,在河面较窄的地方流速快。流过机翼的气流与河床中的流水类似,由于机翼一般是不称的,上表面比较凸,而下表面比较平,流过机翼上表面的气流就类似于较窄地方的流水,流速较快,而流过机翼下表面的气流正好相反,类似于较宽地方的流水,流速较上表面的气流慢。根据流体力学的基本原理,流动慢的大气压强较大,而流动快的大气压强较小,这样机翼下表面的压强就比上表面的压强高,换一句话,就是大气施加与机翼下表面的压力(方向向上)比施加于机翼上表面的压力(方向向下)大,二者的压力差便形成了飞机的升力。

当飞机的机翼为称形状,气流沿着机翼称轴流动时,由于机翼两个表面的形状一样,因而气流速度一样,所产生的压力也一样,此时机翼不产生升力。但是当称机翼以一定的倾斜角(称为攻角或迎角)在空气中运动时,就会出现与非称机翼类似的流动现象,使得上下表面的压力不一致,从而也会产生升力。

先把飞机定义搞清楚。飞机是指具有一具或多具发动机的动力装置产生前进的推力或拉力,由机身的固定机翼产生升力,在大气层内飞行的重于空气的航空器,按照其使用的发动机类型又可被分为喷气飞机和螺旋桨飞机。按此定义,靠旋转翼产生升力的直升机不是飞机。飞机、直升机还有导弹等能在空中飞的物体叫飞行器。


飞机飞行与风筝飞行是一个道理,只不过不用你拉着跑了,其向前的动力由发动机提供,它相对于空气的速度越大,角度越大,其竖直方向的分力也越大,也就是升力越大,当然,角度越大,其水平方向的分力也越大,空气阻力也就越大,要达到相同的水平速度,对发动机的功率要求也就越大。相反,角度越小,其竖直方向的分力越小,升力也越小,要想达到相同的升力,速度要求就越高。这就需要飞机的角度取值在一个合理的最佳范围内。


为了使飞机达到足够的速度,需要通过发动机给飞机加速。而加速的过程是缓慢的,毕竟飞机是一个庞然大物,即便有的发动机一台的推力就可以达到四十、五十吨,但是推动一台几百吨重的飞机往前移动,加速度依旧是很慢,所以需要一段很长的跑道逐渐加速,直到速度达到之后才可以起飞。


飞机之所以能飞起来,归根结底来自机翼提供的升力,固定翼飞机如此,旋转翼飞机也是一样的道理。至于升力的产生原理,这个就牵涉到大学里的一门比较难懂的课程《流体力学》中的一个知识——伯努利原理。


伯努利原理的实质是流体的机械能守恒,或者用公式来表达就是流体的动能、重力势能与压力势能之和为常数。用这个原理我们可以推论出流体流速非常快时,压强就会变得很小;相反的,流速慢时,压强相对较大。用这条推论就可以解释为什么飞机机翼会产生升力。


飞机静止的时候,流过机翼表面的速度为0,此时飞机的升力也为0。当飞行员启动飞机发动机,飞机开始向前运动,机翼切割空气产生相对气流,此时机翼开始产生升力,并且升力随着飞机滑跑速度的增大而快速增大。直到某一时刻,飞机的升力等于飞机自身的重力的时候,飞行员拉杆使飞机抬头,飞机便可以上天了。


当飞机飞行时,机翼在空气中运动,将前方的空气分割成上下两层,上表面气流通道窄,气流速度快,压力变小。下表面气流通道较宽,气流速度较慢,相对压力较大,于是产生升力。


所以,飞机只有在飞行的时候,机翼才可以产生升力。

靠的是飞机机翼上下2侧的浮力差~


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