飞机的起飞原理

飞机的起飞原理 伯努利方程原理以及在实际生活中的运用 2011444367陈高威 在我们传输原理学习当中有很多我们实际生活中运用到的原理， 其中伯努利方程是一个比较重要的方程。 在我们实际生活中有着非常 重要广泛的作用，下面就伯努利方程的原理以及其运用进行讨论下。 伯努利方程 p+ρgh+(1/2)*ρv ²=c 式中 p、ρ、v 分别为流体的压强，密度和 速度；h 为铅垂高度；g 为重力加速度；c 为常量。它实际上流体运 动中的功能关系式， 即单位体积流体的机械能的增量等于压力差说做 的功。伯努利方程的常量，对于不同的流管，其值不一定相同。 相关应用 （1） 等高流管中的流速与压强的关系 根据伯努利方程在水平流管中有 p+(1/2)*ρv ²=常量故流速 v 大的地方压强 p 就小，反之流速小 的地方压强大。在粗细不均匀的水平流管中，根据连续性方程，管细 处流速大，所以管细处压强小，管粗处压强大，从动力学角度分析， 当流体沿水平管道运动时，其从管粗处流向管细处将加速， 使质元加 速的作用力来源于压力差。下面就是一些实例 伯努利方程揭示流体在重力场中流动时的能量守恒。 由伯努利 方程可以看出，流速高处压力低，流速低处压力高。 三、伯努利方 程的应用： 1 / 6 飞机的起飞原理 1.飞机为什么能够飞上天?因为机翼受到向上的升力。飞机飞行 时机翼周围空气的流线分布是指机翼横截面的形状上下不对称 ,机翼 上方的流线密,流速大,下方的流线疏,流速小。 由伯努利方程可知,机翼 上方的压强小,下方的压强大。这样就产生了作用在机翼上的方向的 升力。 伴随着科学技术的高速发展，给交通事业也带来了蓬勃的生机。 特别是航天事业的发展。自 1877 年，在美国的代顿地区，莱特兄弟 驾驶人类历史上第一架飞机飞行成功开始， 到现在航天飞机宇宙飞船 的上天，都给历史留下了美好的一页。但是，现今还有许许多多的人 不理解飞机为什么能飞？为了让人们更好的了解飞机起飞原理， 更好 的接受科学知识，我特别制作了飞机起飞的模型。 一、模型的结构图和尺寸 飞机起飞模型的结构图飞机起飞模 型的结构图 二、实验模型的原理说明 2 / 6 飞机的起飞原理 飞机能起飞依靠的是伯努力原理和机翼的升力。 两张纸在内外压强差作用下靠拢气流从机翼上下方 流过的情况 飞机机翼的剖面又叫做翼型，一般翼型的前端圆钝、后端尖锐， 上表面拱起、下表面较平，呈鱼侧形。前端点叫做前缘，后端点叫做 后缘，两点之间的连线叫做翼弦。当气流迎面流过机翼时，流线分布 情况如图所示。 原来是一股气流， 由于机翼地插入， 被分成上下两股。 通过机翼后，在后缘又重合成一股。由于机翼上表面拱起，是上方的 那股气流的通道变窄。根据气流的连续性原理和伯努利定理可以得 知，机翼上方的压强比机翼下方的压强小，也就是说，机翼下表面受 到向上的压力比机翼上表面受到向下的压力要大， 这个压力差就是机 翼产生的升力。 所以，飞机能起飞，最重要的是机翼的制作，模型中机翼上表面 凸起，下表面平整，当给它在水平方向受到风力时，机翼上表面的气 3 / 6 飞机的起飞原理 流运动较下表面的慢，从而使下表面的压强大于上表面的压强， 机翼 获得向上的升力。 三、制作方法及实物图介绍 1．取150cm20cm的木板做飞机的水平轨道，另取两根长40cm的 钢筋做支架。如实物图所示。 2．用费旧的展板做飞机的机翼，尾翼和舵,如实物图所示。 3．用泡沫做飞机的机身和机舱。如实物图所示。 4．用一根长90cm的长直铜管做水平支架，并在支架的一端连接 一只铁球，作为动力。如实物图所示。 5．将铜管的另一端与飞机相连（在飞机重心位置处） 。如实物图 所示。 6．在飞机前端装一个风源（电风扇） 。如实物图所示。 四、 模型的使用说明 １、将模型放置于桌上，调节机身，使它处于飞行轨道中央。 ２、打开电风扇，将风力调节到最高档——第三档。 ３、观察飞机的起飞。 4 / 6 飞机的起飞原理 此模型的制作简单，它所需要的原材料简单易得，比如机身所 需的是废旧泡沫， 机翼是废旧展板。 但是它能很好的展示飞机的起飞， 很清楚的解释飞机的起飞原理，让人一看即明。另外模型使用简单， 安全方便，适合各类人群演示，具有普遍性。 五、 相关拓展知识 （一）影响飞机起飞的因素及注意事项（一）影响飞机起飞的因素及注意事项 影响起飞滑跑距离的困素有：油门位置、离地迎角、襟翼反置、 起飞重量、 机场标高与气温、 跑道表面质量、 风向风速、 跑道坡度等。 这些因素一般都是通过影响离地速度 或起飞滑跑的平均加速度来影 响起飞滑跑距离的。 1.油门位置 油门越大，螺旋桨拉力或喷气推力越大，飞机增速快，起飞滑跑 距离就短。所以，一般应用最大功率或最大油门状态起飞。 2.离地迎角 离地迎角的大小决定于抬前轮或抬机尾的高度。 离地迎角大，离 地速度小， 起飞滑跑距离短。 但离地迎角又不可过大， 离地迎角过大， 下仅会因飞机阻力大而使飞机增速慢延长滑跑距离， 而且会直接危及 飞行安全因此从既要保证飞行安全又要使滑跑距离短出发， 各型飞机 一般都规定有最有利的离地迎角值。 3.襟翼位置 放下襟翼，可增大升力系数，减小离地速度，因而能缩短起飞滑 跑距离。 5 / 6 飞机的起飞原理 起飞重量 起飞重量增大，不仅使飞机离地速度增大，而且会引 起机轮摩擦力增加，使飞机不易加速。因此，起飞重量增大，起飞滑 跑距离增长。 4.机场标高与气温 机场标高或气温升高都会引起空气密度减小， 一放面使拉力或推 力减小，飞机加速慢；另一方面，离地速度增大，因此起飞滑跑距离 必然增长。所以在炎热的高原机场起飞，滑跑距离显著增长。 5.跑道表面质量 不同跑道表面质量的摩擦系数， 滑跑距离也就不同。跑道表面 如果光滑平坦而坚实，则摩擦系数小，摩擦力小，飞机增速快，起飞 滑跑距离短。反之跑道表面粗糙不平或松软，起飞滑跑距离就长。 6.风向风速 起飞滑跑时， 为了产生足够的升力使飞机离地， 不论有风或无风， 离地空速是一定的。但滑跑距离只与地速有关，逆风滑跑时，离地地 速小，所以起飞滑跑距离比无风时短。反之则长。 7.滑跑坡度 跑道有坡度，会使飞机加速力增大或减小。 6 / 6