空中的飞机为什么掉不下来?
飞机获得升力的情况要考虑机翼周围存在着的空气的环流。这种环流在飞机飞行中迭加到经过机翼的原平移气流上。在机翼上部,环流的方向与平移气流的方向相同,迭加结果使空气流的速度增加;在机翼下部,环流的方向与平移气流的方向相反,因而空气流速度减小。根据伯努利原理,机翼上方的压强减小,下方的压强增大,形成了一个向上并稍微偏后的总压力Q。把Q分为水平与竖直方向上的两个分力f、F,其中F就是飞机机翼受到的向上升力,它使飞机上升或保持飞机悬浮在空中;f分力是阻止飞机前进的正面阻力。
飞机在飞行时,受到升力F、重力P、推进器的前进力F1和阻力f的作用。要使飞机能正常飞行,应保证升力足够大、阻力最小,经过长期实践与观察,人们发现把机翼前缘做成纯圆形而后部做成尖锐形状,并且使机翼上部稍微凸起,便可以使飞机少受旋涡影响,即受到的阻力较小,因此人们逐步改善机翼的形状,采用流线型机翼。
实践证明,在其他条件相同时,飞行的速度越快,机翼产生的升力也越大;机翼截面积越大,升力越大。对于低速飞行的运输机,就要有较大的机翼,以获得足够大的升力。对高速飞行的飞机,机翼长产生的阻力就大,此时应采用小机翼。所以针对不同飞行速度的要求,采用不同的机翼及不同的截面形状。
不论哪一种截面形状的机翼,在一定范围内增大仰角α,都可以提高升力。飞机起飞的速度较小,为了增大升力,就要抬起机头,靠增大机翼的仰角来增加升力。但仰角增大时,阻力也会增大,在机翼上面所形成的湍流区越来越大,这时机翼受到的升力就要减小。所以在一般飞行中,机翼的仰角是有一定范围的,如果超出了这个范围,不但不能增加升力,反而会引起失速现象,使飞机掉下来。
一般飞机必须同空气有相对运动,机翼才可以产生升力。而另有一种飞机,它具有停在空中不动的本领。这就是直升机。直升机在军事和民用中都发挥着重大作用,它可以用于在交通不便地区运送物资、抢救伤病员、摄影,还可用于测绘地表、护林防火等。
直升机机翼和空气没有相对运动,升力应该不存在,为什么它能在空中突然停住不动又不掉下来呢?原来直升机的升力是由在它头顶上会旋转的机翼所产生的。当直升机停在空中的时候,它的旋翼仍然在不停地转动,产生一个同直升机重力大小相等、方向相反的升力。因此,直升机就能不前进、也不后退、不升高、也不降低,稳稳地停在空中执行任务。
2024-11-25 广告