Question

飞机起飞时空气动力的原理是什么？

Answer 1

飞机是比空气重的飞行器，因此需要消耗自身动力来获得升力．而升力的来源是飞行中空气对机翼的作用．在下面这幅图里，有一个机翼的剖面示意图．机翼的上表面是弯曲的，下表面是平坦的，因此在机翼与空气相对运动时，流过上表面的空气在同一时间(T)内走过的路程(S1)比流过下表面的空气的路程(S2)远，所以在上表面的空气的相对速度比下表面的空气快(V1=S1/T >V2=S2/T1)．根据帕奴利定理——“流体对周围的物质产生的压力与流体的相对速度成反比．”，因此上表面的空气施加给机翼的压力 F1 小于下表面的 F2 ．F1、F2 的合力必然向上，这就产生了升力．\x0d\x0a\x0d\x0a从机翼的原理，我们也就可以理解螺旋桨的工作原理．螺旋桨就好像一个竖放的机翼，凸起面向前，平滑面向后．旋转时压力的合力向前，推动螺旋桨向前，从而带动飞机向前．当然螺旋桨并不是简单的凸起平滑，而有着复杂的曲面结构．老式螺旋桨是固定的外形，而后期设计则采用了可以改变的相对角度等设计，改善螺旋桨性能．\x0d\x0a\x0d\x0a动力原理：涡轮喷气发动机 涡轮风扇发动机 冲压喷气发动机 涡轮轴发动机\x0d\x0a\x0d\x0a 飞行需要动力，使飞机前进，更重要的是使飞机获得升力．早期飞机通常使用活塞发动机作为动力，又以四冲程活塞发动机为主．这类发动机的原理如图，主要为吸入空气，与燃油混合后点燃膨胀，驱动活塞往复运动，再转化为驱动轴的旋转输出： \x0d\x0a\x0d\x0a单单一个活塞发动机发出的功率非常有限，因此人们将多个活塞发动机并联在一起，组成星型或V型活塞发动机．下图为典型的星型活塞发动机．\x0d\x0a现代高速飞机多数使用喷气式发动机，原理是将空气吸入，与燃油混合，点火，爆炸膨胀后的空气向后喷出，其反作用力则推动飞机向前．下图的发动机剖面图里，一个个压气风扇从进气口中吸入空气，并且一级一级的压缩空气，使空气更好的参与燃烧．风扇后面橙红色的空腔是燃烧室，空气和油料的混和气体在这里被点燃，燃烧膨胀向后喷出，推动最后两个风扇旋转，最后排出发动机气，从而完成了一个外．而最后两个风扇和前面的压气风扇安装在同一条中轴上，因此会带动压气风扇继续吸入空工作循环．