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飛機(jī)推力遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有飛機(jī)的重力大,飛機(jī)是如何克服重力起飛的呢?

作者:Anita 發(fā)布時(shí)間: 2022-01-19 14:14:57

簡(jiǎn)介:】對(duì)于這個(gè)問(wèn)題,讓人回想起十多年前大學(xué)階段在上《空氣動(dòng)力學(xué)》課程的情景,往事隨風(fēng),不可追。
老鷹航空來(lái)簡(jiǎn)單介紹一下空氣動(dòng)力學(xué)基本原理吧:
首先,用最常見(jiàn)的河流來(lái)做例子吧,河道比

對(duì)于這個(gè)問(wèn)題,讓人回想起十多年前大學(xué)階段在上《空氣動(dòng)力學(xué)》課程的情景,往事隨風(fēng),不可追。

老鷹航空來(lái)簡(jiǎn)單介紹一下空氣動(dòng)力學(xué)基本原理吧:

首先,用最常見(jiàn)的河流來(lái)做例子吧,河道比較寬的地方流速就慢,河道窄的地方流速快。其原因就是由于河道變窄的地方,河道壓縮水流,導(dǎo)致其加速。這是一個(gè)開(kāi)場(chǎng)白式的引導(dǎo)知識(shí)。

現(xiàn)在我們將飛機(jī)機(jī)翼橫向切開(kāi),就會(huì)得到一個(gè)封閉的幾何曲線——專業(yè)上稱之為“翼型”(見(jiàn)下圖)。不同飛機(jī)的翼型是不一樣的,但是基本特點(diǎn)都是上表面都是向上突起的,下表面相對(duì)平滑一些,還有的是向內(nèi)凹陷。關(guān)于翼型的種類不是這個(gè)問(wèn)題的關(guān)鍵。

如果此時(shí)一股非常均勻的氣流吹過(guò)機(jī)翼的翼型,上表面的氣流就會(huì)被壓縮,根據(jù)開(kāi)頭介紹的河流情況,我們可以知道此時(shí)上表面的氣流會(huì)得到加速;相反,下表面的氣流就會(huì)得到擴(kuò)張和減速。這樣,在翼型的作用下,原本上下均勻的氣流現(xiàn)在出現(xiàn)了速度差——上快下慢。

接下來(lái),我們引入空氣動(dòng)力學(xué)中的基本原理性公式——伯努利方程(該方程也有應(yīng)用局限性)。

p+1/2*ρ*v2=常量

對(duì)于機(jī)翼翼型而言,上表面的速度大,那么其空氣壓強(qiáng)反而是降低的;相反,下表面的速度小,壓強(qiáng)是上升的。上下表面之間的壓力差就是這樣產(chǎn)生了,且這個(gè)壓力差的大小和氣流速度呈正比關(guān)系,氣流速度越快,則壓力差就越大。而這個(gè)壓力差就是我們通俗意義上的升力。

(其實(shí),從空氣動(dòng)力學(xué)專業(yè)的角度來(lái)看,升力并不是這個(gè)壓力差,而是壓力差在垂直方向的一個(gè)分量。順帶多說(shuō)一句,這個(gè)壓力差在水平方向的力其實(shí)是飛機(jī)阻力的一部分,稱之為“升致阻力”,所謂為了獲得升力而必須附帶的阻力)

上面介紹了空氣動(dòng)力的原理,現(xiàn)在再給出升力的一個(gè)計(jì)算公式:

升力=升力系數(shù)*動(dòng)壓*機(jī)翼面積。其中升力系數(shù)和機(jī)翼的幾何形狀有關(guān),動(dòng)壓=1/2*空氣密度*速度2。

飛機(jī)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),無(wú)論這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)是活塞式還是噴氣式的,發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)產(chǎn)生向前的推力,這個(gè)推力會(huì)推動(dòng)飛機(jī)向前運(yùn)動(dòng)。無(wú)論是在地面還是在空中,這個(gè)推力就是飛機(jī)水平方向向前的動(dòng)力。飛機(jī)的速度會(huì)變大,當(dāng)變大到一個(gè)臨界值時(shí),升力系數(shù)*動(dòng)壓*機(jī)翼面積,這個(gè)乘積正好等于重力,那么飛機(jī)就飛起來(lái)了。

所以,發(fā)動(dòng)機(jī)的推力主要目的是產(chǎn)生向前的速度,從而提高動(dòng)壓的數(shù)值,真正產(chǎn)生升力的還是機(jī)翼。

這個(gè)問(wèn)題呢就回答到這里吧。

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