@ 2018.11.07 , 14:00
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飞机是怎么飞的

1903年的北卡罗来纳州基蒂霍克,奥威尔和威尔伯莱特驾驶飞机进行了人类历史的第一次飞行。当然他们所驾驶的飞机和你今天所乘坐的飞机是截然不同的。那时候他们的飞机由木头和帆布制成,并且有一个没有座椅的驾驶舱——机长——也是飞机上唯一的乘客不得不躺在机翼上,几乎可以说是完完全全的开放式设计。而在今天,飞机都是有金属制成的,并且乘客安全的坐在封闭式的机舱里。通常飞机都在七英里高的空中巡航飞行,最大的飞机甚至能够单程航行半个地球。但尽管现在的飞机和以前的飞机有着非常大的区别,但是他们都使用相同的科学原理来飞行。下面就是飞机飞行的原理介绍。

飞行依赖于空气动力学的两个原理,或者研究空气如何围绕物体运动:推力和升力。

推力是物体向前推进的力,飞机使用喷漆发动机来获得推力:发动机从前端吸入空气,压缩空气,与燃气混合并点燃混合气体,由此产生的能量从发动机的后部喷射出来以此产生了飞机所需的推力并推动飞机前进。喷漆发动机所产生的推力是如此的极大,可以使飞机以极高的速度飞行,最高时速可达600英里每小时(约965.6公里每小时),这比只能在高速上开到55-75英里时速的汽车要快许多了。

而升力则是驱动飞机向上运动并使其保持在空中的力。飞机通过机翼的一个特殊设计部分称之为“翼面”来产生升力。机翼的水平上半部分向上凸出以此形成了一个平滑的凸起。当机翼在空气中移动是,经过机翼上方的空气分子要比经过机翼下方的空气分子速度要快的多,较快的空气流速会产生相对较低的气压————这也叫博努克原理。因此当机翼下方的空气流速小于机翼上方的空气流速时,气压差会产生一个推动机翼向上的升力。

推力和升力总是与空气动力学的另外两个原理相抗衡:阻力与重力。

相关:为什么更大的飞机意味着更狭窄的空间

阻力是指物体运动时被空气阻挡使物体减速的力。如果你把你的手伸到正在行驶的车窗外,你会全村吃饭感觉到阻力。飞机需要足够的推力来克服它所产生的阻力,因此他们被设计成使空气尽可能平滑的围绕机体运动的形状(这就是空气动力学干的事)。

重力是把所有物体拉向地球的力。如果升力足够强,那么升力就能克服重力————建造飞机的工程师们会根据飞机的重量通过一系列方程式来找到完美的机翼尺寸和飞行速度,从而创造出最佳的升力。

这些力之间的抗衡意味着飞机必须以非常快的速度在空中飞行以保持其合适的高度。你最后一次希望坐飞机希望能多飞一会儿是什么时候?

本文译自 popsci ,由译者 利维坦 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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  1. 咕咕鸭
    @1 week ago
    4018004

    喷漆发动机(狗头)

  2. 控萝莉
    @1 week ago
    4018026

    力大飞砖

  3. 三文鱼
    @1 week ago
    4018027

    没有想多飞一会儿的时候,坐10个小时的飞机很崩溃

  4. 双黄蛋
    @1 week ago
    4018028

    全村吃饭?

  5. eshenye
    @1 week ago
    4018044

    不努力定律

  6. 4018045

    也算了一个资深的爱好者了,从原理到材料到仪表,自己在家里也翻了许多书。直到今年去了美帝的博物馆,亲手把玩了那之后才发现我们的物理教学绝对是个坑。就小朋友玩的那些把飞机的流体力学原理基本上讲了个七八成,自己动手了之后感觉好透彻。

  7. 利维坦
    @1 week ago
    4018055

    @咕咕鸭: (扶额)

  8. 怒而X斥
    @1 week ago
    4018058

    @咕咕鸭: 向你朋友解释的煎蛋新词汇

  9. 茶苯海明
    @1 week ago
    4018070

    飞机是“嗡嗡,嗡嗡嗡”这样飞的

  10. 林芮
    @1 week ago
    4018186

    全村吃饭好评~

  11. Pipboy
    @1 week ago
    4018201

    物体重心,推力方向,升力方向三个因素是决定飞机能不能飞起来的关键,坎巴拉教我的

  12. 4018202

    放一张GIF不难吧?

  13. 唐雪姣
    @1 week ago
    4018232

    我仔细地看了下发布者是谁。。。

  14. 黑猫
    @1 week ago
    4018259

    哈口气……

  15. 蒙公爵
    @1 week ago
    4018265

    两个建议!一是把单位换算成公里,比较易于理解,二是“如果你把你的手伸到正在行驶的车窗外,你会”感觉摸到了一个欧派😊

  16. NEO(持久强势)
    @1 week ago
    4018271

    只要有育碧,你马也能飞。

  17. 4018295

    伯努利哭了……
    博努克原理特么是谁啊……

  18. 冲击参数
    @1 week ago
    4018306

    飞机使用喷漆发动机来获得推力:发动机从前端吸入空气,压缩空气,与燃气混合并点燃混合气体,由此产生的能量从发动机的后部喷射出来以此产生了飞机所需的推力并推动飞机前进
    道理我都懂,但漆在哪里?

  19. 电瓶车
    @1 week ago
    4018352

    这片文章通篇讲的内容不就是初中课本的内容吗?

  20. 水煮鱼巨侠
    @1 week ago
    4018407

    我不想知道飞机是肿么飞滴,我就像知道飞机是肿么打滴

  21. KAWABA
    @1 week ago
    4018433

    当然是靠魔法啦,机身外表涂漆是为了遮住画在机身表面的魔法阵,以防间谍偷学飞行技术。

  22. 4018491

    @KAWABA: 谢邀
    飞机其实是空间传送魔法,具体怎么念的咒语就不说了,商业机密。政府为了迷惑群众平日会在外面放放飞机形状风筝,飞机窗外景色其实是led屏幕,机场看到的飞机起飞也只是一部施了魔法的透明大型起重机吊起来的。
    圈内人多
    匿了

  23. 马克吐槽
    @1 week ago
    4018555

    伯努利定理而不是博努克原理

  24. 4018568

    最高时速965.6km/h连音速都没到

  25. 脱氧核糖核酸
    @1 week ago
    4018627

    玩了坎巴拉 才知道飞船不是直上直下的

  26. 你的名字
    @1 week ago
    4018639

    看成《飞机是怎么杯的》,我要面壁思过!

  27. compete
    @1 week ago
    4018647

    这其实是错的,有的飞机机翼上下等长依然可以飞(比如纸飞机)。下表面迎风会得到一个压力。

  28. jailbot
    @7 days ago
    4018776

    好多错别字看得很难受

  29. 奶子
    @7 days ago
    4018795

    @MUR: 你特么以为是战斗鸡呢

  30. 奶子
    @7 days ago
    4018797

    那飞机是怎么交配的呢

  31. 4018802

    @compete: 上下等长和伯努利定理有什么冲突吗?

  32. 一条柴
    @7 days ago
    4019150

    英制单位,异端.

  33. Neptune
    @7 days ago
    4019349

    我脑补了一下喷漆发动机,想了半天也没想清楚为什么要喷漆,是外表喷漆了还是工作的时候会喷漆(狗头)

  34. 4023532

    伯努利定理是一个非常适合向小孩讲授飞行原理的切入点或者说“简化版”。然而如果小学生和中学生用点心,就会发现对大部分飞机的机翼来说,这个定理会得到一个向下的“升力”。不过这样的小学生和中学生真的不多。这时候我就可以向他们推荐完整版的欧拉流体方程了。

  35. 4023533

    @compete 对于发现伯努利定理其实不能直接用在机翼的那些爱思考的少年,你需要向他们推荐完整版的欧拉流体方程。

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