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重于空气的航空器靠什么升空

人气:366 ℃ /2023-05-05 01:58:55

靠空气动力克服自身重力升空。任何航空器都必须产生大于自身重力的升力,才能升入空中。航空器可分为轻于空气的航空器和重于空气的航空器,前者靠空气静浮力升空,后者靠空气动力克服自身重力升空。

航空器是飞行器中的一个大类,是指通过机身与空气的相对运动而获得空气动力升空飞行的任何机器,包括气球、飞艇、飞机、滑翔机等。

飞机是常见的一种航空器,无动力装置的滑翔机、以旋翼作为主要升力面的直升机以及在大气层外飞行的航天飞机都不属飞机的范围。

轻于空气的航空器的主体是一个气囊,其中充以密度较空气小得多的气体(氢或氦),利用大气的浮力使航空器升空,如气球和飞艇。

轻于空气和重于空气的航空器

飞机为什么能飞?可不是有个翅膀这么简单

这个问题的答案,可不是

因为飞机有机翼这么简单

这背后的空气动力学原理

小飞侠详细和大家说一说

《航空百问》第3期

两类航空器

航空器按飞行原理分类,可以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,其飞行原理是空气静力学原理,比如热气球、飞艇,靠空气的浮力升空;而重于空气的航空器主要遵循空气动力学原理或反作用力原理,以飞机为代表的固定翼航空器主要靠机翼的升力支持它在空中飞行。

伯努利定理

机翼上产生的升力是飞机与空气相对运动的结果,它基于空气动力学两个最基本的定理:流体连续性原理伯努利定理。理解了这两个原理,飞机怎么飞起来的就好理解了。

瑞士科学家伯努利通过研究理想流体运动中速度、压力、密度等参数之间关系找到了变化的规律,即伯努利方程。简单来说,就是流体的流速与其压强成反比,在空气中,当空气流动得越快,空气的压力就越小。

直观小实验

一个简单的小试验,能帮你更直观地理解伯努利原理。剪两条等长等宽的纸条。我们可以发现,纸条不仅没被吹开,反而吸在了一起。这就是伯努利原理的具体体现。因为两纸间的空气流动,压力变小,而两纸的外侧一面的空气没有流动,压力相对增大,纸便被空气往里“压”了。

流体连续性

流体连续性原理,可以简单表述为:根据质量守恒定理,当一定质量的气体流经截面变化的管道时,在同一时段内,流过任何截面的气体质量都是相等的。当空气流速较低时,空气密度变化很小,或者说空气是不可压缩的。这时,你可以想象,气流稳定地流过直径变化的管子时,每秒流入多少空气,也流出等量的空气,所以管径粗处的气流速度较小,而管径细处较大。

机翼的奥秘

近距离观察机翼构造,不难发现飞机机翼上下两侧的形状是不一样的,上面的要凸一些,而下面的则要平一些,这正是飞机升力产生的奥秘所在。

飞机滑跑和飞行时,机翼与空气做相对运动,可以认为空气沿机翼流动。气流流过翼剖面时,可以想象翼剖面放在一个空气构成的大流管中。

就这样飞起来

空气流经翼剖面时,相同时间内,翼剖面上侧的空气比下侧的空气流过了更多的路程,也就是说上侧空气流速快、压强小,下侧空气流速慢、压强大,这就使飞机产生了一个向上的升力。

机翼上众多翼剖面的升力之和构成了机翼的总升力。而当飞机滑跑到一定速度,升力超过了飞机重力的时候,飞机就飞起来。

直升机的的旋翼桨叶相当于旋转的机翼,遵循类似的空气动力学原理,但旋翼上的空气动力现象就要比飞机机翼上的复杂得多。这个话题,小飞侠将在后续节目中为您解答。

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