飞机飞行的原理是什么?

坤哥246919771


18世纪由伯努利提出的伯努利方程是早起研究流体的重要理论基础。简单来说,伯努利方程可以得出,对于流体中物体来讲,随着流体速度的增大,流体对物体产生的压强会减小,这个原理在生活中有着大量的实际应用。

对于飞行器来讲,一个物体迎风运动,会产生阻力。气流从物体上下表面通过,因为物体形状的不同,对上下表面产生的下压力和升力会不同。但飞机上下压力差超过了其重力,飞机就可以飞起来了。通过下图也可以看出,机翼上下表面产生压差而形成升力。

我们应用伯努利方程可以解释很多日常流体的现象,但它毕竟是18世纪的成果。实际中对于飞行原理的考虑要复杂的多,还有各种湍流等影响因素。需要应用现代流体力学去进行计算和解释。

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量子实验室


飞机为什么能飞在天上呢?为什么我背上一块门板,从悬崖上跳下来,并不能飞起来呢?

这其中就涉及到一些有趣的空气动力学原理。

大家可以找两张A4纸,平行着拿好,然后对着两张纸中间吹气:

如上图所示。按照直觉,吹气的话肯定会把纸吹跑啊,多简单。但是你试一试就知道了,一吹气,这两张纸就会靠得更近。为什么呢?这就是伯努利原理了。流体流速越快,压强越小。两张纸中间的空气流速快,压强就小,纸就被压到了中间。

飞机上,也有这么个原理。

机翼上方空气流速快,压强小;下方空气流速慢,亚强大。压强差就会把机翼托举起来。

但这是唯一的作用力吗?当然不是的。实际上,如果你仔细观察这个图,你会发现,这个压强差带来的作用力,必然是垂直于机翼向上的。但实际上,飞机不仅能正着飞,还能上下颠倒着飞:

这时候,伯努利原理带来的气压差就倾向于让飞机坠下去。但这还是飞得好好地啊,为什么呢?

在航空界,有一句话说得好,叫只要动力足,搬砖也能飞上天。

只要向前的动力足,让机翼有一点仰角,空气就能顶起机翼,好像放风筝一样,就让飞机飞起来了。

在实际的飞机上,这两种作用都存在,扮演者不同的角色。还有很多其他效应,诸如湍流啊,激流啊之类的,气体粘性也会变得不理想。

N-S方程,就是描述更复杂的情况的方程。感兴趣的可以去找教科书看一看,不感兴趣的也可以感受一下,飞机飞起来到底是多么复杂的一个事情。


IvanZhu


千百年来,人类一直渴望能像鸟儿一样自由的飞翔,直到1903年,莱特兄弟发明了飞机。现在,飞机是高速、安全的交通工具,也是成为现代经济社会的重要组成部分。

飞机之所以能飞行,其实比较简单,它一靠前进的动力,二靠上升的浮力,飞机飞行的动力来源就是靠发动机提供的推力,高速气流流过机翼时的压力差产生了强大升力,这是能飞行的根本。

发动机通过压缩空气,喷出高速气流,根据作用力与反作用力,由此产生强大推力,使得飞机可以前进。同时,在飞机前进过程中,空气气流流过机身和机翼,机翼是通过精巧设计的,根据伯努利原理,当流体的流速越大,压强就越小,流速越小,压强就越大。

飞行时,当空气流到机翼前缘时会被分成上、下两股气流,分别沿机翼的上、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,于是机翼的上下表面出现了压力差,这就产生了垂直向上的升力,这得使得飞机借助机翼上获得的升力克服自身重力,从而飞翔在天空中了。

当然,飞机结构比较复杂,除去机翼,还有副翼、尾翼等结构,这能让庞大的飞机飞得非常平稳。


震长


大众对飞机是比较好奇的,心中总会有许许多多的问号,飞机是怎么飞起来的?飞机是怎么操纵的?飞机的构成是怎样的?其实,飞机并不神秘,相信看完这些图,你就会秒懂一些飞机相关的知识!

大多数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。

飞机的操纵面

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系数增大。

可不能说飞机是由钢铁造成的,钢铁只占很少一部分。

飞机的受力:

升力的产生--气流流过的压力差产生了升力,飞行的根本!

流速越快,压力越小。

机翼受力与迎角大小的关系:

飞机运动的三轴简化,俯仰、滚转、偏航:

滚转是副翼控制的。

副翼是指安装在机翼翼梢后缘外侧的一小块可动的翼面。为飞机的主操作舵面,飞行员操纵左右副翼差动偏转所产生的滚转力矩可以使飞机做横滚机动。飞行员向左压驾驶盘,左边副翼上偏,右边副翼下偏,飞机向左滚转;反之,向右压驾驶盘右副翼上偏,左副翼下偏,飞机向右滚转。

俯仰运动靠升降舵控制。

偏航运动靠方向舵控制。

飞机的垂直尾翼后缘有一片可以转动的翼片,称为方向舵。 方向舵绕垂直轴左右转动时,垂直尾翼就会受到向左、右方向的横向作用力,使飞机转弯。

尾翼:主要功用是用来操纵飞机俯仰和偏转,以及保证飞机能平稳地飞行。

实际的飞机舵面是这么动的:

飞机的操纵驾驶舱操控装置一般为如下形式:控制杆——或者一个控制曲柄,固连在一根圆柱上,通过操纵副翼和升降舵控制飞机的滚转和俯仰。方向舵踏板——控制飞机的偏航。

操纵飞机的基本方法  

飞行员操纵驾驶盘(或驾驶杆)、脚蹬板,使升降舵、副翼和方向舵偏转,能使飞机向各个方向转动。后拉驾驶盘,升降舵上偏,机头上仰;前推驾驶盘,则升降舵下偏,机头下俯。向左压驾驶盘,左边副翼上偏,右边副翼下偏,飞机向左滚转;反之,向右压驾驶盘右副翼上偏,左副翼下偏,飞机向右滚转。向前蹬左脚蹬板(即蹬左舵),方向舵左偏,机头向偏转;反之,向前蹬右脚蹬板(即蹬右舵),方向舵右偏,机头向右偏转。

航空发动机--飞机前进的动力提供涡轮风扇发动机,大型运输机的发动机。涡扇气路两条,外边这条提供基本70-80%的推力,里边这条仅提供20-30%的推力。

现代高速飞机多数使用喷气式发动机,原理是将空气吸入,与燃油混合,点火,爆炸膨胀后的空气向后喷出,其反作用力则推动飞机向前。

下图的发动机剖面图里,一个个压气风扇从进气口中吸入空气,并且一级一级的压缩空气,使空气更好的参与燃烧。风扇后面橙红色的空腔是燃烧室,空气和油料的混和气体在这里被点燃,燃烧膨胀向后喷出,推动最后两个风扇旋转,最后排出发动机外。而最后两个风扇和前面的压气风扇安装在同一条中轴上,因此会带动压气风扇继续吸入空气,从而完成了一个工作循环。

直升飞机又是怎么飞起来的?

直升机主要由机体和升力(含旋翼和尾桨)、动力、转动四大系统以及机载飞行设备等组成。旋翼一般由涡轮轴发动机或活塞式发动机通过由传动轴及减速器等组成的机械传动系统来驱动,也可由桨尖喷气产生的反作用力来驱动。

中国的竹蜻蜓和意大利人达芬奇的直升机草图,为现代直升机的发明提供了启示,指出了正确的思维方向,它们被公认是直升机发展史的起点。

直升机前进和上升控制

直升机的头上有个大螺旋桨,尾部也有一个小螺旋桨,小螺旋桨为了抵消大螺旋桨产生的反作用力。直升机发动机驱动旋翼提供升力,把直升机举托在空中,旋翼还能驱动直升机倾斜来改变方向。

螺旋桨转速影响直升机的升力,直升机因此实现了垂直起飞及降落。


奇闻道古今


按照刘星老师的纲要吧。只是纲要,内容可能就比老师的差太多了。

第一是基本概念,基本概念包含了飞机的种类,可以用途分,大类军机和民机,还细分为货机、客机、加油机、农用机、教练机、旅游机、试验机、救援机等等。

还可以按动力装置分,活塞式发动机的飞机、涡轮螺旋桨发动机的飞机、涡轮风扇式发动机的飞机、涡轮喷气式发动机的飞机等。

还有许多分类方式,不一一列举了。

基本概念还包括了大气组成,现在的飞机是依靠空气动力学原理飞起来的,大气的组成和不同气流和高度层大气对飞机的影响就要谈。

第二,就该说飞机是如何飞行的了。这就是固定翼飞机最主要的原理了。

这里还要涉及到升阻比,就如上图所说,升力和阻力大小,决定了飞机的状态。其中涉及的原理还有很多,升力效率,空气动力性能等。

第三,是机翼翼型的选择。

不同的翼型决定了飞机的升力特性,也就决定了飞行速度、高度等一系列关乎飞机性能的关键。

还有一些增升、增阻、协助改变姿态的装置。

第四是飞机的平衡、安定和操纵。平衡涉及到重心,以及重心位置和改变重心的办法等。

安定性是飞机平稳飞行的关键。

操纵性就是三个轴,横轴、纵轴、立轴。

第五:螺旋桨。螺旋桨通过高速旋转,把空气向下部或后部拉去,产生向上或向后的力。螺旋桨可以通过改变桨叶角来改变拉力的大小,从而改变飞机的运动状态。

第六:高速飞行。根据流体力学,在高速飞行(马赫数大于0.6)时,飞机周围有独特的力场效应,比如激波,局部激波,热爆、音障等。

第七:水平飞行、上升和下降。这里主要指的是水平匀速运动,上升时需要增加推力,增加或保持迎角,下降要降低推力,保持或减小迎角。

第八:机动飞行。机动飞行主要就是盘旋、水平加、减速。在水平面内保持直线飞行,此时升力与重力相等,因此要保持匀速简单,但水平加减速,尤其是长时间保持水平加减速就比较难了。水平加减速要不断调整舵面位置,保持飞机没有因为推力改变而上升或下降。

侧滑是指飞机的对称面和迎面气流不一致时的飞行。

盘旋就是指飞机转圈。这个就很简单了。

其他还有起飞、着陆、滑行、进场等飞行所需技能。当然也能更好的解释飞机如何能够在天上飞,并且是如何控制其姿态的,如何起降的。

其次还有多发飞机的不对称拉力,还有特殊情况下飞机如何飞行,比如失速、结冰、抗扰动等,都是飞机能在空中平稳飞行并克服多种天气条件和特殊环境的原理。

说了这么多,其实就是一句话。要想真实的知道飞机的飞行原理,请去找本书仔细的学一下啊。不懂还要多问别人,千万不要以为网上随便看看就什么都懂了。如果,网络让我们忘记了系统学习的重要性,那就完蛋了。

最关键的是,能不能不要问这么系统的问题,你咋不在悟空问答上问物种起源呢?简单的解释你又不认可,复杂的感觉又是在误导人以为学到了东西,其实还是什么都没学到。


只有相思


飞机由机翼、机身、尾翼、起落装置和动力装置。飞机飞行过程中大概分为两种情况,上升和前进。

上升是由于机翼的上表面是曲面的,下表面是平坦的,在机翼运动时与空气接触,流经上表面的空气比流经下表面的空气相对速度快,根据伯努利定理,上表面的空气对机翼施加的力小于下表面施加给机翼的力,合力向上就产生了升力。

飞机需要动力使得飞机在上升到一定高度开始向前平稳飞行,这种动力由飞机的动力装置提供,一般为涡轮喷气发动机,涡轮风扇发动机,冲压喷气发动机,涡轮轴发动机。原理是将空气吸入,与燃油混合,点火,膨胀爆炸后产生的气向后,飞机产生一个向前的作用力推动飞机向前。


职场青年


机翼上方流速大,向下的压强小,下方流速小,向上的压强大,形成了向上的压强差,产生升力!

请看下面的演示视频

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邸达物理


路过!这问题也拿来问?就是有人肯回答,你又如何来判定答案是否准确、全面?

简单说就一句话:空气动力学。给其动力,让其达到离地升空所需要的速度——飞机向上的升力大于其重力,飞机就离地、起飞。


儒道之主


首先,飞机的飞行原理就在你等那张图片上。重点在那个飞机的机翼上。我们以固定翼飞机为例,螺旋桨的飞机的飞行原理和固定翼的相似。当飞机在起飞前滑行。或者在空中飞行,向后喷气时都会出现向前的动力。我们可以注意到飞机机翼上大平面不是平的,而是一种流线型向上了凸起,由于这个凸起的存在增加了其上部空气流动的距离。在相同时间内药流动相同的距离其上方空气的速度必然要大于飞机机翼下方空气流动的速度,这样就会造成飞机机翼下方的大气压力大于机翼上方的大气压力给飞机一个向上的推力,也当压力差给飞机的向上的升力与飞机的重力平衡时,飞机漂浮在空中。


myworld8788090


所有的飞机都是下平上曲,那么就是说上表面比下表面要长,飞机前进时通过上下表面的空气量是一样的,所以空气通过下表面的速度要比上表面大,行成的压力也大,所以就会产生一个向上的力.



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