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科技解密:飛機(jī)能在空中飛行和停留的原因是什么?

飛機(jī)能在空中飛行原因很簡單,飛機(jī)所受合力為零,合力為零時(shí),靜止的物體會(huì)保持靜止,而運(yùn)動(dòng)的物體會(huì)保持其運(yùn)動(dòng)狀態(tài),即使物體處在相對(duì)地面10千米的半空中。

當(dāng)然,這并不等于飛機(jī)不受任何力的作用,飛機(jī)自身以及其中的人和行李,會(huì)受重力下拉的作用,而每一個(gè)穿過發(fā)動(dòng)機(jī)或與機(jī)身、機(jī)翼碰撞的,空氣分子也會(huì)對(duì)飛機(jī)產(chǎn)生作用力,但是如果所有的力達(dá)到平衡,特別是,如果空氣分子作用于飛機(jī)向上的力足以抵消重力,那么飛機(jī)就能停留在空中了,飛機(jī)能飛行的關(guān)鍵就是受到空氣分子產(chǎn)生向上推力支撐,為此,飛機(jī)必須確保機(jī)翼下表面與空氣分子的碰撞比上表明更多更劇烈。

當(dāng)一架飛機(jī)停在地面時(shí),與機(jī)翼上下面相作用的空氣分子的量大致相當(dāng),也可說壓力相當(dāng),沒有上升力,但一旦啟動(dòng)起來,由于有彎曲的機(jī)翼以及其略微傾斜的角度,會(huì)使與之前相比,下表面與空氣分子會(huì)有更多更猛烈的碰撞,所以機(jī)翼下表面的壓力也會(huì)上升,另外此時(shí)與機(jī)翼上表面相碰撞的空氣分子較少,碰撞力也較小,部分是因?yàn)樵谙蚯帮w時(shí)受到了保護(hù)。就像你在雨中跑步時(shí)的姿勢能使背部保持相對(duì)干燥,部分是因?yàn)閺澢鲃?dòng)的空氣對(duì)曲面內(nèi)部的壓力較小,這是由于空氣分子受向心力作用被甩開了.

但不管怎樣,機(jī)翼上表面的壓力減少了,所以機(jī)翼上表面受到的壓力或向下作用力較小,而下表面受到的壓力或向上作用力較大,飛機(jī)就有了上升力,當(dāng)作用力不平衡到一定程度時(shí),飛機(jī)就能抵抗著重力,升到空中,這些能托起飛機(jī)的空氣分子,也能產(chǎn)生使飛機(jī)慢下來的動(dòng)力,好在還有發(fā)動(dòng)機(jī),發(fā)動(dòng)機(jī)同樣在推動(dòng)空氣,但是在向后推,不論是通過螺旋槳或噴氣還是噴氣驅(qū)動(dòng)螺旋槳,因種種原因,人們想擁有一種噴嘴小的、大型高效發(fā)動(dòng)機(jī),但即使是低效率的發(fā)動(dòng)機(jī),旋轉(zhuǎn)的扇葉也能形成推力,實(shí)際上就是水平的升力,這是由于它還能在空氣中迅速旋轉(zhuǎn),且扇葉彎曲,有略微傾斜的角度,它們本質(zhì)上就是小機(jī)翼,所以飛機(jī)本質(zhì)上就是一個(gè)元翼通過小機(jī)翼快速旋轉(zhuǎn)將空氣分子向后推,飛機(jī)就飛起來了,這就使飛機(jī)能快速向前飛行,從而助力大機(jī)翼,將空氣分子向下推。

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