为什么飞机会像鸟那样在天上飞(世界上第一架飞机诞生于哪一年)

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为什么飞机会像鸟那样在天上飞?

最初,人类希望能像鸟儿那样自由地在空中飞翔。后来,经过反复实践发明了飞机。而飞机能够飞,靠的是它的机翼和发动机。飞机的机翼上面是弧线的,下面是平直的,飞机在移动时,机翼上面的空气流动快,机翼下面的空气流动慢,这样就产生了一个向上的升力,飞机也就平稳地飞上天了。另外,飞机里的发动机连接着螺旋桨,螺旋桨转动,带动气流,飞机也就能长时间在天上飞了。

在地球附近的空间,一切静止的物体都要同时受到地球全部质量的引力和地球自转所产生的惯性离心力的作用(运动着的物体还要同时受到克里奥里力的作用),两者的向量和即为重力,习惯称质量。

飞机为什么能飞?原因是飞机能够克服地球的吸引力,也就是自身的重力。飞机上最主要的是有一对采用特殊剖面形状的机翼。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,相对远前方的空气来说,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。

在地面所做的直线或曲线运动叫滑行。飞机平稳地开始滑行,滑行中保持好速度和方向,并使飞机能停止在预定的位置。飞机从静止开始移动,拉力或推力必须大于最大静摩擦力,故飞机开始滑行时应适当加大油门。飞机开始移动后,摩擦力减小,则酌量减小油门,以防加速太快,保持起滑平稳。滑行中,如果要增大滑行速度,则柔和加大油门,使拉力或推力大于摩擦力,产生加速度,使速度加大。

飞机从地面滑跑到离地升空,是由于升力不断增大,直到大于飞机重力的结果。而只有当飞机速度增大到一定程度时,才可能产生足以支持飞机重力的升力。可见飞机的起飞是一个速度不断增加的加速过程。剩余拉力较小的活塞式螺旋桨飞机的起飞过程,一般可分为起飞滑跑、离地、小角度上升(或一段平飞)、上升四个阶段。对有足够剩余拉力的螺旋桨飞机,或有足够剩余推力的喷气式飞机,因可使飞机加速并上升,故起飞一般只分三个阶段,即起飞滑跑、离地和上升。

对螺旋桨飞机而言,起飞滑跑中引起飞机偏转的主要原因是螺旋桨的副作用。起飞滑跑中,螺旋桨的反作用力矩力图使飞机向螺旋桨旋转的反方向倾斜,造成两主轮对地面的作用力不等,从而使两主轮的摩擦力不等,两主轮摩擦力之差对重心形成偏转力矩。螺旋桨滑流作用在垂直尾翼上也产主偏转力矩。前三点飞机抬前轮时和后三点飞机抬尾轮时,螺旋桨的进动作用也会使飞机产生偏转。加减油门和推拉驾驶杆的动作愈粗猛,螺旋桨副作用影响愈大。为减轻螺旋桨副作用的影响,加油门和推拉驾驶杆的动作应柔和适当。滑跑前段,因舵的效用差,一般可用偏转前轮和刹车的方法来保持滑跑方向。滑跑后段应用舵来保持滑跑方向。随着滑跑速度的不断增大,方向舵的效用不断提高,就应当回舵,以保持滑跑方向。

飞机转入平飘后,在阻力的作用下,速度逐渐减小,升力不断降低。为了使飞机升力与飞机重力近似相等,让飞机缓慢下沉接近地面,飞行员应相应不断地拉杆增大迎角,以提高升力。在离地约0.15米~0.25米的高度上将飞机拉成接地迎角姿态,同时速度减至接地速度,使飞机轻轻接地。

在平飘过程中,飞行员根据飞机下沉和减速的情况相应地向后拉杆。一般来说,在平飘前段,需要的拉杆量较少,因为此时飞机的速度较大。在速度减小、升力减小时,只需稍稍拉杆增加少量的迎角,就能保持平飘所需的升力。如拉杆量过多,会使升力突增,飞机将会飘起。

在平飘后段,需要的拉杆量较多。因为此时飞机的速度较小,如拉杆量与前段相同,增加同样多迎角,升力增加小,飞机将迅速下沉;此外随着迎角的增大,阻力增大,飞机减速快,也将使飞机迅速下沉,因此只有多拉杆,迎角增加多一些,才能得到所需的升力,使飞机下沉缓慢。

总之,在平飘中,拉杆的时机、分量和快慢,由飞机的速度和下沉情况来决定。飞机速度大、下沉慢时,拉杆的动作应慢些;反之,速度小、下沉快时,拉杆的动作应适当加快。

此外,为了使飞机平稳地按预定方向接地,在平飘过程中,还须注意用舵保持好方向。如有倾斜,应立即以杆舵一致的动作修正。因此时迎角大、速度小、副翼效用差,故应利用方向舵支援副翼,即向倾斜的反方向蹬舵,帮助副翼修正飞机的倾斜。

知识链接:世界上第一架飞机诞生于哪一年

像鸟儿一样在天空飞翔,自古以来就是人类的梦想。为了实现这一梦想,人们付出了多年坚持不懈的努力,甚至许多先驱者生命的代价。终于在1903年12月17日,世界第一架载人动力飞机在美国北卡罗莱纳州的基蒂霍克飞上了蓝天。这架飞机被叫做“飞行者——1号”,它的发明者就是美国的威尔伯·莱特和奥维尔·莱特兄弟。这架飞机的翼展为13.2米,升降舵在前,方向舵在后,两副两叶推进螺旋桨由链条传动,着陆装置为滑橇式,装有一台70千克重、功率为8.8千瓦的四缸发动机。这架航空史上著名的飞机,现陈列在美国华盛顿航空航天博物馆内。

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