引領(lǐng)機械前沿、機械視頻,汽車、加工技術(shù)、3D打印、自動化、機器人、生產(chǎn)工藝、軸承、模具、機床、鈑金等行業(yè)前沿在這里等你
不知道大家有沒有這樣的疑惑:飛機這樣的龐然大物是如何能夠從地面飛到空中,并且航行很長的距離,負重那么多也能像在平地一樣?下面,我們就用gif動圖為大家解剖飛機飛行的大秘密!
大多數(shù)飛機由五個主要部分組成:機翼、機身、尾翼、起落裝置和動力裝置,飛機的飛行要解決兩個問題:一是上升;二是前進,前進靠的是發(fā)動機的動力帶動螺旋槳旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的向前牽引力或是噴氣產(chǎn)生的向前推力。 上升是根據(jù)伯努利原理,即流體(包括氣流和水流)的流速越大,其壓強越小;流速越小,其壓強越大。還有,升力和迎角等都有很大關(guān)系。
氣流流過的壓力差產(chǎn)生了升力
LearnEngineering制作的動畫,講解的是直升飛機的飛行原理!直升飛機可以起飛和著陸而不需要跑道,可以在空中懸停,可以在360度空間內(nèi)任意方向進行操縱。 這個視頻將揭開飛行直升機背后的復(fù)雜性和科學(xué)性,你還將了解為什么直升機飛行員是一個非常復(fù)雜的工作。
飛機運動的三軸簡化,俯仰、滾轉(zhuǎn)、偏航
↓↓滾轉(zhuǎn)是副翼控制↓↓
↓↓俯仰運動靠升降舵控制↓↓
↓↓偏航運動靠方向舵控制↓↓
平衡分析(對單旋翼式)
(1)直升飛機的大螺旋槳旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力平衡重力。
直升飛機的槳葉大概有2—3米長,一般有5葉組成。普通飛機是靠翅膀產(chǎn)生升力起飛的,而直升飛機是靠螺旋槳轉(zhuǎn)動,撥動空氣產(chǎn)生升力的。直升飛機起飛時,螺旋槳越轉(zhuǎn)越快,產(chǎn)生的升力也越來越大,當(dāng)升力比飛機的重量還大時,飛機就起飛了。在飛行中飛行員調(diào)節(jié)高度時,就只要通過改變大螺旋槳旋轉(zhuǎn)的速度就可以了。
(2)直升飛機的橫向穩(wěn)定。
因為直升飛機如果只有大螺旋槳旋,那么根據(jù)動量守衡,機身就也會旋轉(zhuǎn),因此直升飛機就必須要一個能夠阻止機身旋轉(zhuǎn)的裝置。而飛機尾部側(cè)面的小型螺旋槳就是起到這個作用,飛機的左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)或保持穩(wěn)定航向都是靠它來完成的。同時為了不使尾槳碰到旋翼,就必須把直升飛機的機身加長,所以,直升飛機有一個像蜻蜓式的長尾巴。
航空發(fā)動機:提供飛機前進的動力
▲美國F22猛禽戰(zhàn)斗機使用的渦扇發(fā)動機,涵道比很低,只有0.3:1
▲中國自行設(shè)計研制的水陸兩棲飛機蛟龍-600,采用國產(chǎn)WJ-6渦槳發(fā)動機
目前,蛟龍-600是世界上最大的水陸兩用飛機,于2016年7月23日總裝下線。
▲俄羅斯的圖-95戰(zhàn)略轟炸機
▲每一個NK-12MV型渦槳發(fā)動機上有8個葉片,前后葉片采取同軸反轉(zhuǎn)的模式
▲安-70運輸機上的D-27漿扇發(fā)動機
渦槳發(fā)動機的燃油效率通常高于渦扇發(fā)動機,但它也不是盡善盡美,原因之一是,渦槳發(fā)動機上多了一個減速器,也就是變速齒輪。
變速齒輪的存在一是增加了發(fā)動機重量,二是多少會帶來一些功率上的損耗。
為此,有的國家研制一種不需要變速齒輪的發(fā)動機,它就是槳扇發(fā)動機
由于和渦輪之間沒有減速器,槳扇的螺旋槳轉(zhuǎn)速非常高,帶來的優(yōu)點是燃料效率進一步提高,而缺點是噪音大,難以運用于追求舒適性的客機上。目前,只有安-70運輸機使用漿扇發(fā)動機。
“安-70”的發(fā)動機,其葉片為前置,還有另一種槳扇發(fā)動機,其葉片為后置,這就是通用電氣早些年進行實驗的發(fā)動機GE36。
▲實驗中的GE36,表現(xiàn)出了非常低的燃料消耗,但同樣還是因為噪音大的問題,它沒有被使用在任何飛機上
▲渦軸發(fā)動機并非如此簡單,但您可以借此理解其本質(zhì)
渦輪軸發(fā)動機簡稱渦軸發(fā)動機,顧名思義,它是通過“軸”來傳輸動力。直升機、坦克、船舶上都有使用
▲ch-47支奴干直升機上的渦軸發(fā)動機
沖壓發(fā)動機一般用在導(dǎo)彈和目前還在試驗階段的高超音速飛行器上
起落架收放示意1
起落架收放示意2
起落架收放示意1
直升機與普通飛機區(qū)別及飛行簡單原理
不可否認,直升機和飛機有些共同點。比如,都是飛行在大氣層中,都重于空氣,都是利用空氣動力的飛行器,但直升機有諸多獨有特性。
(1)直升機飛行原理和結(jié)構(gòu)與飛機不同,飛機靠它的固定機翼產(chǎn)生升力,而直升機是靠它頭上的槳葉(螺旋槳)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力。
(2)直升機的結(jié)構(gòu)和飛機不同,主要由旋翼、機身、發(fā)動機、起落裝置和操縱機構(gòu)等部分組成。根據(jù)螺旋槳個數(shù),分為單旋翼式、雙旋翼式和多旋翼式。
(3)單旋翼式直升機尾部還裝有尾翼,其主要作用:抗扭,用以平衡單旋翼產(chǎn)生的反作用力矩和控制直升機的轉(zhuǎn)彎。
(4)直升機最顯眼的地方是頭上窄長的大刀式的旋翼,一般由2~5片槳葉組成一副,由1~2臺發(fā)動機帶動,其主要作用:通過高速的旋轉(zhuǎn)對大氣施加向下的巨大的力,然后利用大氣的反作用力(相當(dāng)與直升飛機受到大氣向上的力)使飛機能夠平穩(wěn)的懸在空中。
看完之后,又有一個可以給孩子講解的東西了
文章整理自:我愛飛機,科普中國 機械CAX360 直觀學(xué)機械
你們對這個如何看,在下面留言大家一起評
機械前沿: jixieqianyan
機械前沿|機械技術(shù)|機械視頻|機械資訊
聯(lián)系客服