直升机的原理,飞机靠什么原理那么重都可以在空中飞行
直升机的原理,飞机靠什么原理那么重都可以在空中飞行?
飞机是20世纪初最重大的发明之一,公认由美国人莱特兄弟发明。他们在1903年12月17日进行的飞行作为“第一次重于空气的航空器进行的受控的持续动力飞行”被国际航空联合会(FAI)所认可,同年他们创办了“莱特飞机公司”。自从飞机发明以后,飞机日益成为现代文明不可缺少的工具。
为什么飞机这么重却能飞起来?飞机飞行的原理是什么?
飞机的机翼横截面一般前端圆钝、后端尖锐,上表面拱起、下表面较平。当等质量空气同时通过机翼上表面和下表面时,会在机翼上下方形成不同流速。空气通过机翼上表面时流速大,压强较小;通过下表面时流速较小,压强大,因而此时飞机会有一个向上的合力,即向上的升力,由于升力的存在,使得飞机可以离开地面,在空中飞行。飞机飞行速度越快、机翼面积越大,所产生的升力就越大。
重力的方向与升力相反,它是受到地球引力影响而产生的一个向下的力,重力大小受飞机自身重量以及携带油料数量影响。拉力促使飞机在空中向前飞行,发动机功率大小决定拉力大小。一般情况下,发动机输出功率越大,所产生的推力就越大,飞机飞行的速度就越快。飞机在空中飞行时会受到空气中大气分子阻碍,这个阻碍就形成了和拉力方向相反的阻力,限制飞机的飞行速度。
一、飞机飞行原理:
1、气流流过的压力差产生了升力:飞机上升是根据伯努利原理,即流体(包括液体和空气)的流速越大,其压强越小;流速越小,其压强越大。飞机飞行时机翼周围空气的流线分布随机翼横截面的形状不同而上下不对称,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。
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。
二、飞机的组成:
自从世界上出现飞机以来,飞机的结构形式虽然在不断改进,飞机类型不断增多,但到目前为止,除了极少数特殊形式的飞机之外,大多数飞机都是由下面六个主要部分组成,即:机翼、机身、尾翼、起落装置、操纵系统和动力装置。它们各有其独特的功用。1、机身 机身主要用来装载人员、货物、燃油、武器和机载设备,并通过它将机翼、尾翼、起落架等部件连成一个整体。在轻型飞机和歼击机、强击机上,还常将发动机装在机身内。2、机翼 机翼是飞机上用来产生升力的主要部件,一般分为左右两个翼面。 机翼通常有平直翼、后掠翼、三角翼等。机翼前后都保持基本平直的称平直翼,机翼前缘和后缘都向后掠称后掠翼,机翼平面形状成三角形的称三角翼,前一种适用于低速飞机,后两种适用于高速飞机。近来先进飞机还采用了边条机翼、前掠机翼等平面形状。 左右机翼后缘各设一个副翼,飞行员利用副翼进行滚转操纵。即飞行员向左压杆时,左机翼上的副翼向上偏转,左机翼升力下降;右机翼上的副翼下偏,右机翼升力增加,在两个机翼升力差作用下飞机向左滚转。为了降低起飞离地速度和着陆接地速度,缩短起飞和着陆滑跑距离,左右机翼后缘还装有襟翼。襟翼平时处于收上位置,起飞着陆时放下。
滚转是副翼控制:
3、尾翼 尾翼分垂直尾翼和水平尾翼两部分:(1)垂直尾翼 垂直尾翼垂直安装在机身尾部,主要功能为保持飞机的方向平衡和操纵。通常垂直尾翼后线设有方向舵。飞行员利用方向舵进行方向操纵。当飞行员右用航时,方向舵右,相对气流吹在垂尾上,使垂尾产生一个向左的侧力,此侧力相对于飞机重心产生一个使飞机机头有偏的力矩,从而使机头右偏。同样,蹬左舵时,方向舵左偏,机头左偏。某些高速飞机,没有独立的方向舵。整个垂尾跟着脚蹬操纵而偏转,称为全动垂尾。(2)水平尾翼 水平尾翼水平安装在机身尾部,主要功能为保持俯仰平衡和俯仰操纵。低速飞机水平尾翼前段为水平安定面,是不可操纵的,其后缘设有升降舵,飞行员利用升降舵进行俯仰操纵。即飞行员拉杆时,升降舵上偏,相对气流吹向水平尾翼时,水平尾翼产生附加的负升力(向下的升力),此力对飞机重心产生一个使机头上仰的力矩,从而使飞机抬头。同样飞行员推杯时升降舵下偏,飞机低头。 超音速飞机采用全动平尾,即将水平安定面与升降舵合为一体。飞行员推拉杆时整个水平尾翼都随之偏转。飞行员用全动平尾来进行俯仰操纵。其操纵原理与升降舵相同。某些高速飞机为了提高滚转性能,在左、右压杆时,左、右平尾反向偏转,以产生附加的滚转力矩,这种平尾称为差动平尾。有些飞机的水平尾翼放在机翼前边,这种飞机叫鸭式飞机。这时放在机翼前面的水平尾翼称为鸭翼或前翼。也有一部分飞机没有水平尾翼,这种飞机称为无尾飞机。现在有些飞机还采用了三翼面的布局方法,也就是说既有机翼前面的前翼,也有机翼后面的水平尾翼。
俯仰运动靠升降舵控制:
偏航运动靠方向舵控制:
4、起落装置 起落装置的功用是使飞机在地面或水面进行起飞、着陆、滑行和停放。着陆时还通过起落装置吸收撞击能量,改善着陆性能。早期陆上飞机起落装置比较简单,只有三个起落架,而且在空中不能收起,飞行阻力大。现代的陆上飞机起落装置包含起落架和改善起落性能的装置两部分,且起落架在起飞后即可收起,以减少飞行阻力。改善起落性能的装置主要有起飞加速器、机轮刹车、减速伞等。水上飞机的起落架由浮筒代替机轮。 5、控制系统 飞机操纵系统是指从座舱中飞行员驾驶杆(盘)到水平尾翼、副翼、方向舵等操纵面,用来传递飞行员操纵指令,改变飞行状态的整个系统。早期的操纵系统是由拉杆、摇臂(或钢索)组成的纯机械操纵系统。现代飞机在操纵系统中采用了很多自动控制装置,因而,通常把它称为飞行控制系统。 6、动力装置 飞机动力装置是用来产生拉力(螺旋桨飞机)或推力(喷气式飞机),使飞机前进的装置。采用推力矢量的动力装置,还可用来进行机动飞行。现代的军用飞机多数为喷气式飞机。喷气式飞机的动力装置主要分为涡轮喷气发动机和涡轮风扇发动机两类。
涡轮风扇发动机
直升机的原理?
直升机的桨叶通过高速的旋转对大气施加向下的巨大的力,大气的反作用力使直升机上升。 以下是详细解释。
1、直升机飞行原理与飞机不同,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。 直升机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,其主要作用是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(相当与直升飞机受到大气向上的力)使直升机上升。 当大气的反作用力与直升机所受的重力平衡时,直升机就可以悬停在空中。
2、单旋翼式直升机发动机驱动旋翼提供升力,把直升机举托在空中。单旋翼直升机的主发动机同时也输出动力至尾部的小螺旋桨,机载陀螺仪能侦测直升机回转角度并反馈至尾桨,通过调整小螺旋桨的螺距可以抵消大螺旋桨产生的不同转速下的反作用力。
3、双旋翼直升机有两种,一种是共轴双旋翼,即两个旋翼同一个轴心,如俄国生产的卡-27直升机等;另一种是分轴双旋翼,即两个旋翼分开比较远,各有各自的轴,典型代表是美国的支奴干直升机。 通过称为“倾斜盘”的机构可以改变直升机的旋翼的桨叶角,从而实现旋翼周期变距,以此改变旋翼旋转平面不同位置的升力来实现改变直升机的飞行姿态,再以升力方向变化改变飞行方向。
水下直升机原理?
水下飞机是一种会潜水的飞机,其原理与潜艇基本相似。当潜水飞机将要潜入水中时,会直接打开相应的阀门。此时,飞机的水舱内会灌进大量水,最终飞机的重力超过浮力,飞机便会沉入水中。飞机在水中航行时,主要靠水中推进装置前进,飞行员可以操纵飞机在水中进行升降、转弯等动作。
当飞机需要浮出水面时,只需要将飞机水舱内的水排出。飞机一旦出水之后,便可以迅速起动
可能是空气中的石墨粉末进入飞机线路而产生短路引发的吗?
在HBO的新剧《切尔诺贝利》中有一个很惊悚的镜头——一架米-8直升机在执行空投灭火时坠毁。实际上,在切尔诺贝利救援中,的确有一架直升机坠毁,但那时因为刮到起重机的线缆导致机身解体,事故导致8名机组成员遇难。下图便是米-8坠毁瞬间。而事故原因可能因为飞行员过于疲劳而忽视了危险存在。
救援队为了封闭暴露出来的反应堆,采取了“自杀性”救援措施,派遣的80余架米-6、米-8直升机都没有任何防护措施。而士兵们的唯一的装备就是口罩,但这也只能防止吸入放射性尘埃,而不能阻挡辐射射线。
切尔诺贝利事件发生在1986年4月26日,当时工程师对反应堆进行紧急停机后的后备电源测试时,因为操作人员的人为失误,导致功率急剧攀升,整个反应堆失控爆炸。苏联当局起初希望掩盖事故真相,但是很快放射性物质就漂浮到了邻国,这也引发了极大地恐慌。乌克兰、白俄罗斯和俄罗斯的部分地区都受到严重污染。苏联当局不得不调动1000辆卡车、3趟铁路列车,超过33.6万人被迫撤离。
4月26日,苏军化学兵司令弗拉基米尔·卡尔波维奇·皮卡洛夫率领核防护部队2600人,400辆专用车辆乘运输机、直升机抵达事故现场。并在随后的数天内向爆炸的反应堆投下5000多吨灭火材料,这也将放射性物质放射剂量从12000k 贝克勒尔降到100k贝克勒尔。5月4日,救援队员又从侧面转入反应堆下,每天向下面注入25吨液氮,使得反应堆地下土壤冻结在零下100摄氏度,防止反应堆炉芯污染地下水。
直升机起飞加速原理?
直升机在地面停放时旋翼的桨叶会因为自身重量的作用呈自然下垂状态。直升机飞行时,旋翼不断旋转,空气流过桨叶上表面,流速加快,压力减小;空气流过桨叶下表面时,流速变慢,压力增大。
旋翼的拉力垂直于旋翼椎体的底面,当向上的拉力大于直升机自重,直升机就上升,小于直升机自重,直升机就下降,刚好相等,直升机就悬停。