为什么飞机能飞上天

时间:2017-02-27 15:47:50
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摘要:  导语   1903年12月17日,美国北卡罗来纳州的基蒂霍克的沙滩上。一个奇怪的“火柴盒”一样的飞行器,在一对兄弟的操纵下,跌跌撞撞地飞过了200多米的距离。对,他们就是莱特兄弟。他们做的事情,就是世界上第一 ...

  导语

  1903年12月17日,美国北卡罗来纳州的基蒂霍克的沙滩上。一个奇怪的“火柴盒”一样的飞行器,在一对兄弟的操纵下,跌跌撞撞地飞过了200多米的距离。对,他们就是莱特兄弟。他们做的事情,就是世界上第一次完全受控制的、空气重的机体持续滞空不落地的飞行。

  飞机是比空气重的设备。它能上天,靠的是什么呢?仅仅在一个多世纪前,这个问题曾经难倒过很多科学家。今天,我们可以轻松地知道答案。

  与气球、飞艇等利用空气浮力升空的飞行器不同,飞机是密度大于空气的飞行器,其主要的升力来源是机翼在空气中运动所产生的动力。

  在了解飞机升力的产生之前,我们需要认识空气流动的特性,即空气流动遵循的两个定理:连续性定理和伯努利定理。

  人们假设空气的流动是在一个个看不见的管道中进行的,这些管道被称为“流管”。所谓连续性定理,即当空气在流管流动时,同一时间内,流经各个截面的空气质量是相同的。伯努利定理则说的是:空气在流管中流动时,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。

  切出机翼的横截面,我们可以发现其上表面的弯曲程度要比下表面的大。气流流过机翼时,空气在前缘被分为两部分,分别从机翼上下表面流过。根据连续性定理,在某一瞬间分离的空气,又会同时到达机翼的后缘,汇合后继续向后方流去。由于机翼上表面向上弯曲,空气流动的空间缩小,速度就加快。而机翼下表面空气流动的空间扩展,速度变慢。再根据伯努利定理,上表面相对较快的气体对机翼的压强会小于下表面较慢的气体对机翼的压强,综合的效果就使机翼受到了一个向上的合力(升力),使飞机凌空而起。

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