 |
|
 |
動力原理： 渦輪噴氣發(fā)動機 渦輪風扇發(fā)動機 沖壓噴氣發(fā)動機 渦輪軸發(fā)動機
升力原理：
飛機是比空氣重的飛行器，因此【本文標題:飛機如何起飛：飛機的動力原理和升力原理】需要消耗自身動力來獲得升力。而升力的來源是飛行中空氣對機翼的作用。
在下面這幅圖里，有一個機翼的剖面示意圖。機翼的上表面是彎曲的，下表面是平坦的，因此【本文標題:飛機如何起飛：飛機的動力原理和升力原理】在機翼與空氣相對運動時，流過上表面的空氣在同一時間（T）內(nèi)走過的路程（S1）比流過下表面的空氣的路程（S2）遠，因此【本文標題:飛機如何起飛：飛機的動力原理和升力原理】在上表面的空氣的相對速度比下表面的空氣快（V1=S1/T >V2=S2/T1）。根據(jù)帕奴利定理——“流體對周圍的物質(zhì)產(chǎn)生的壓力與流體的相對速度成反比。'，因此【本文標題:飛機如何起飛：飛機的動力原理和升力原理】上表面的空氣施加給機翼的壓力 F1 小于下表面的 F2 。F1、F2 的合力必然向上，這就產(chǎn)生了升力。
大型發(fā)動機
從機翼的原理，我們也就可以理解螺旋槳的工作原理。螺旋槳就好像一個豎放的機翼，凸起面向前，平滑面向后。旋轉(zhuǎn)時壓力的合力向前，推動螺旋槳向前，從而帶動飛機向前。當然螺旋槳并不是簡單的凸起平滑，而有著復雜的曲面結(jié)構(gòu)。老式螺旋槳是固定的外形，而后期設計則采用了可以改變的相對角度等設計，改善螺旋槳性能。
飛行需要動力，使飛機前進，更重要的是使飛機獲得升力。早期飛機常常使用活塞發(fā)動機作為動力，又以四沖程活塞發(fā)動機為主。這類發(fā)動機的原理如圖，主要為吸入空氣，與燃油混合后點燃膨脹，驅(qū)動活塞往復運動，再轉(zhuǎn)化為驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)輸出：
單單一個活塞發(fā)動機發(fā)出的功率十分有限，因此【本文標題:飛機如何起飛：飛機的動力原理和升力原理】人們將多個活塞發(fā)動機并聯(lián)在一起，組成星型或V型活塞發(fā)動機。下圖為典型的星型活塞發(fā)動機
現(xiàn)代高速飛機多數(shù)使用噴氣式發(fā)動機，原理是將空氣吸入，與燃油混合，點火，爆炸膨脹后的空氣向后噴出，其反作用力則推動飛機向前。下圖的發(fā)動機剖面圖里，一個個壓氣風扇從進氣口中吸入空氣，并且一級一級的壓縮空氣，使空氣更好的參與燃燒。風扇后面橙紅色的空腔是燃燒室，空氣和油料的混和氣體在這里被點燃，燃燒膨脹向后噴出，推動最后兩個風扇旋轉(zhuǎn)，最后排出發(fā)動機外。而最后兩個風扇和前面的壓氣風扇安裝在同一條中軸上，因此【本文標題:飛機如何起飛：飛機的動力原理和升力原理】會帶動壓氣風扇繼續(xù)吸入空氣，從而完成了一個工作循環(huán)。
飛機上的發(fā)動機
渦輪噴氣發(fā)動機 這類發(fā)動機的原理基本與上面提到的噴氣原理相同，具有加速快、設計簡便等優(yōu)點。但如果要讓渦噴發(fā)動機提高推力，則必須增加燃氣在渦輪前的溫度和增壓比，這將會使排氣速度增加而損失更多動能，于是產(chǎn)生了提高推力和降低油耗的矛盾。因此【本文標題:飛機如何起飛：飛機的動力原理和升力原理】渦噴發(fā)動機油耗大，對于商業(yè)民航機來說是個致命弱點。
渦輪風扇發(fā)動機 渦輪風扇發(fā)動機吸入的空氣一部分從外部管道（外涵道）后吹，一部分送入內(nèi)涵道核心機（相當于一個純渦噴發(fā)動機）。最前端的“風扇'作用類似螺旋槳，通過降低排氣速度達到提高噴氣發(fā)動機推進效率的目的。同時通過精確設計，使更多的燃氣能量經(jīng)風扇傳遞到外涵道，同樣解決了排氣速度過快的問題，從而降低了發(fā)動機的油耗。由于該風扇設計要兼顧內(nèi)外涵道的需要，因此【本文標題:飛機如何起飛：飛機的動力原理和升力原理】難度遠大于渦噴發(fā)動機。
沖壓噴氣發(fā)動機 此類發(fā)動機沒有風扇等器件，完全靠高速飛行時產(chǎn)生的沖壓效應壓縮吸入的空氣，點火、燃燒、后噴等原理。因此【本文標題:飛機如何起飛：飛機的動力原理和升力原理】其優(yōu)點為結(jié)構(gòu)簡單、體積小、推力大、加速快。缺點是需要外部能源進行啟動（常常為火箭助推），不適合循環(huán)使用。
（提示：本文引用自私人飛機網(wǎng)，如不慎引用，請第一時間聯(lián)系我們，我們第一時間刪除并致以歉意！）