飞机依靠什么原理起飞,飞机飞行原理动画演示
飞机的飞行要解决两个问题:一是上升;二是前进,前进靠的是发动机的动力带动螺旋桨旋转产生的向前牵引力或是喷气产生的向前推力。
上升是根据伯努利原理,即流体(包括气流和水流)的流速越大,其压强越小;流速越小,其压强越大。还有,升力和迎角等都有很大关系。
气流流过的压力差产生了升力
飞机运动的三轴简化,俯仰、滚转、偏航。
↓↓滚转是副翼控制↓↓
↓↓俯仰运动靠升降舵控制↓
大多数飞机由五个主要部分组成:机翼、机身、尾翼、起落装置和动力装置。
飞机的飞行要解决两个问题:一是上升;二是前进,前进靠的是发动机的动力带动螺旋桨旋转产生的向前牵引力或是喷气产生的向前推力。
上升是根据伯努利原理,即流体(包括气流和水流)的流速越大,其压强越小;流速越小,其压强越大。还有,升力和迎角等都有很大关系。
气流流过的压力差产生了升力
飞机运动的三轴简化,俯仰、滚转、偏航。
↓↓滚转是副翼控制↓↓
↓↓俯仰运动靠升降舵控制↓↓
↓↓偏航运动靠方向舵控制↓↓
平衡分析(对单旋翼式)
(1)直升飞机的大螺旋桨旋转产生升力平衡重力。
直升飞机的桨叶大概有2—3米长,一般有5叶组成。普通飞机是靠翅膀产生升力起飞的,而直升飞机是靠螺旋桨转动,拨动空气产生升力的。
直升飞机起飞时,螺旋桨越转越快,产生的升力也越来越大,当升力比飞机的重量还大时,飞机就起飞了。
在飞行中飞行员调节高度时,就只要通过改变大螺旋桨旋转的速度就可以了。
(2)直升飞机的横向稳定。
因为直升飞机如果只有大螺旋桨旋,那么根据动量守衡,机身就也会旋转,因此直升飞机就必须要一个能够阻止机身旋转的装置。
而飞机尾部侧面的小型螺旋桨就是起到这个作用,飞机的左转、右转或保持稳定航向都是靠它来完成的。
同时为了不使尾桨碰到旋翼,就必须把直升飞机的机身加长,所以,直升飞机有一个像蜻蜓式的长尾巴。
航空发动机:提供飞机前进的动力
▲星型发动机示意图,在其他更先进的航空发动机出现之前大型飞机的发动机常采用星型设计
▲星型发动机属于活塞式发动机的一种早在1903年,星型发动机就用在了飞机上
▲涡轮喷气发动机简称涡喷发动机,其历史也很悠久1937年,世界上第一个涡轮喷气发动机就开始运行了
▲从大的方面看,涡喷发动机由5个结构组成
空气从进气道进入发动机后,首先被高速运转的压气机压缩,产生高压致密空气以提供大量氧气,燃烧室喷油燃烧,向后冲击涡轮机,而涡轮机又带动前面的的压气机,燃气流从喷口喷出产生推力。
▲涡轮风扇发动机简称涡扇发动机
很容易就能发现,涡扇发动机和涡喷发动机两者之间的区别。涡喷只有一个空气通道,专业上叫做“涵道”,而涡扇发动机却有两个空气通道。
也就是说,涡喷发动机是单涵道发动机,而涡扇是双涵道发动机。
▲发动机在运转时,外涵道与内涵道空气流量的比值叫做涵道比
规律是,涵道比越大越省油,经济性越好,高涵道比的发动机在亚音速时有非常好的能效,所以它广泛地运用于客机、运输机等。
▲高涵道比的发动机,主要推力不是来自于向后喷出的高温燃气,而是来自于外涵道高速向后喷出的空气
现代战斗机也大多采用涡扇发动机,只是,为了追求高空的超音速性能,使用低涵道比的发动机。
▲美国F22猛禽战斗机使用的涡扇发动机,涵道比很低,只有0.3:1
▲涡轮螺旋桨喷气发动机,简称涡桨发动机
涡桨发动机的本质类似于涡喷发动机接上一个减速器,并带动外部的螺旋桨
▲中国自行设计研制的水陆两栖飞机蛟龙-600,采用国产WJ-6涡桨发动机
目前,蛟龙-600是世界上最大的水陆两用飞机,于2016年7月23日总装下线。
涡桨发动机通常用在小型或低速的亚音速飞机上。但也有例外,俄罗斯的图-95战略轰炸蛟龙-600机使用的NK-12MV型涡桨发动机,让其达到925公里每小时的高速,接近音速。
▲俄罗斯的图-95战略轰炸机
▲每一个NK-12MV型涡桨发动机上有8个叶片,前后叶片采取同轴反转的模式
▲同轴反转示意图
▲安-70运输机上的D-27浆扇发动机
涡桨发动机的燃油效率通常高于涡扇发动机,但它也不是尽善尽美,原因之一是,涡桨发动机上多了一个减速器,也就是变速齿轮。
变速齿轮的存在一是增加了发动机重量,二是多少会带来一些功率上的损耗。
为此,有的国家研制一种不需要变速齿轮的发动机,它就是桨扇发动机。
由于和涡轮之间没有减速器,桨扇的螺旋桨转速非常高,带来的优点是燃料效率进一步提高,而缺点是噪音大,难以运用于追求舒适性的客机上。目前,只有安-70运输机使用浆扇发动机。
▲“安-70”运输机由乌克兰与俄罗斯共同研制开发,于1994年12月6日首飞
“安-70”的发动机,其叶片为前置,还有另一种桨扇发动机,其叶片为后置,这就是通用电气早些年进行实验的发动机GE36。
▲GE36桨扇发动机
▲GE36桨扇发动机示意图
▲实验中的GE36,表现出了非常低的燃料消耗,但同样还是因为噪音大的问题,它没有被使用在任何飞机上
▲涡轴发动机并非如此简单,但您可以借此理解其本质
涡轮轴发动机简称涡轴发动机,顾名思义,它是通过“轴”来传输动力。直升机、坦克、船舶上都有使用
▲ch-47支奴于直升机上的涡轴发动机
无论是上文提到的涡喷还是涡扇发动机,它们的前部都有一个“压气机”,这可是个大块头,要是能把它去掉就太好了。问题是,没有了压气机,怎么压缩空气?
飞行器飞得越快,迎面而来的空气就越快,当快到几倍音速时,空气自然就得到了压缩。高压空气进入燃烧室,混入燃油,剧烈燃烧并向后高速喷出以得到动力。这就是冲压发动机的原理。
▲图中的(a)代表传统的涡喷发动机,其结构很复杂而(b)代表冲压发动机;(c)表示超燃冲压发动机
冲压发动机一般用在导弹和目前还在试验阶段的高超音速飞行器上
起落架收放示意1
起落架收放示意2
起落架收放示意1
直升机与普通飞机区别及飞行简单原理
不可否认,直升机和飞机有些共同点。比如,都是飞行在大气层中,都重于空气,都是利用空气动力的飞行器,但直升机有诸多独有特性。
(1)直升机飞行原理和结构与飞机不同,飞机靠它的固定机翼产生升力,而直升机是靠它头上的桨叶(螺旋桨)旋转产生升力。
(2)直升机的结构和飞机不同,主要由旋翼、机身、发动机、起落装置和操纵机构等部分组成。根据螺旋桨个数,分为单旋翼式、双旋翼式和多旋翼式。
(3)单旋翼式直升机尾部还装有尾翼,其主要作用:抗扭,用以平衡单旋翼产生的反作用力矩和控制直升机的转弯。
(4)直升机最显眼的地方是头上窄长的大刀式的旋翼,一般由2~5片桨叶组成一副,由1~2台发动机带动,其主要作用:通过高速的旋转对大气施加向下的巨大的力,然后利用大气的反作用力(相当于直升飞机受到大气向上的力)使飞机能够平稳的悬在空中。
看完之后,坐上飞机又可以给孩子吹牛了。
(此处已添加圈子卡片,请到今日头条客户端查看)飞机起飞的原理图解
飞机起飞的原理图解:
1、飞机上升是根据伯努利原理,即流体(包括气流和水流)的流速越大,其压强越小;流速越小,其压强越大。
2、飞机的机翼做成的形状就可以使通过它机翼下方的流速低于上方的流速,从而产生了机翼上、下方的压强差(即下方的压强大于上方的压强),因此就有了一个升力,这个压强差(或者说是升力的大小)与飞机的前进速度有关。
3、当飞机前进的速度越大,这个压强差,即升力也就越大。所以飞机起飞时必须高速前行,这样就可以让飞机升上天空。当飞机需要下降时,它只要减小前行的速度,其升力自然会变小,小于飞机的重量,它就会下降着陆了。
扩展资料:
飞机优缺点:
优点
喷气式客机的时速在810千米左右,机动性高。飞机飞行不受高山、河流、沙漠、海洋的阻隔,而且可根据客、货源数量随时增加班次。
据国际民航组织统计,民航平均每亿客公里的死亡人数为0.4人,是普通交通方式事故死亡人数的几十分之一到几百分之一,是比火车更为安全的交通运输方式。
缺点
价格太贵。无论是飞机本身还是飞行所消耗的油料相对其他交通运输方式都高昂的极多。
受天气情况影响。虽然航空技术已经能适应绝大多数气象条件,但是风、雨、雪、雾等气象条件仍然会影响飞机的起降安全。
起降场地也有限制。飞机必须在飞机场起降,一个城市最多不过几个飞机场,而且机场受周围净空条件的限制多分布在郊区。由于从飞机场到市区往往需要一次较长的中转过程,由此给高速列车提供了800公里以内距离的城际运输市场空间。
因此飞机只适用于重量轻,时间紧急,航程又不能太近的运输。
危险:虽然民航客机每亿客公里的死亡人数远低于其他运具,但批评者认为飞机本身旅程亦远比其他运具长,所以这个数值被拉低。在某些数据上飞机并不是特别安全。
飞机的事故率虽然比火车低,但是飞机一旦失事,将会有极少人生还甚至无人生还。飞机与地面失去联系,就无法安全飞行。
参考资料:百度百科——飞机
飞机是如何起飞的?工作原理是什么?
飞机是通过发动机提供拉力、固定的机翼产生升力飞行的。飞机是20世纪最伟大的发明之一,由莱特兄弟发明,是现在比较常见的一种速度很快的交通工具。
一、飞机的升力飞机的机翼上表面是拱起的,下表面是平坦的。当相同的空气通过机翼上表面和下表面的时候,会在机翼的上下方形成不同的流速。空气通过机翼上表面时,流速大,所以压强较小。通过下表面时流速小,所以压强比较大。此时飞机会形成一个总体向上的合力,这就是飞机的升力。因为升力的存在,飞机才可以离开地面,在空中飞行。
二、飞机的拉力飞机的重力受到飞机自身重量和携带的油料影响,与升力的方向相反。飞机拉力的大小由发动机的功力决定,拉力会促使飞机在空中向前飞行。一般情况下,发动机功率越大,所产生的拉力就越大,飞机飞行的速度会越快。飞机在空气中飞行的时候会受到空气阻力,这个阻力和拉力方向相反,会限制飞机的飞行速度。
三、飞机的起飞飞机起飞时靠与空气的相对运动产生升力,升力的大小取决于飞机与空气的相对速度。如果在逆风的情况下起飞,飞机的速度与风速相反。飞机与速度的相对速度等于二者之和,此时飞机只需要较小的速度就可以得到相应的升力。所以,与无风条件下相比,飞机逆风起飞所需要的滑跑距离会较短。飞机在逐渐降落的过程中,不断减速的同时,还要保持足够的升力,才能让飞机平稳下落。
亲爱的读者朋友们,关于飞机的飞行原理,你们现在都明白了吗?如果还有什么不明白的,欢迎在下方留言,我们一起讨论。
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