飛機的起飛原理

伯努利方程原理以及在實際生活中的運用2011444367陳高威在我們傳輸原理學習當中有很多我們實際生活中運用到的原理，其中伯努利方程是一個比較重要的方程。在我們實際生活中有著非常重要廣泛的作用，下面就伯努利方程的原理以及其運用進行討論下。伯努利方程p+Pgh+(l/2)*Pv2=c式中p、P、v分別為流體的壓強，密度和速度；h為鉛垂高度；g為重力加速度；c為常量。它實際上流體運動中的功能關(guān)系式，即單位體積流體的機械能的增量等于壓力差說做的功。伯努利方程的常量，對于不同的流管，其值不一定相同。相關(guān)應(yīng)用(1)等高流管中的流速與壓強的關(guān)系根據(jù)伯努利方程在水平流管中有p+(1/2)*Pv2=常量故流速v大的地方壓強p就小，反之流速小的地方壓強大。在粗細不均勻的水平流管中，根據(jù)連續(xù)性方程，管細處流速大，所以管細處壓強小，管粗處壓強大，從動力學角度分析，當流體沿水平管道運動時，其從管粗處流向管細處將加速，使質(zhì)元加速的作用力來源于壓力差。下面就是一些實例伯努利方程揭示流體在重力場中流動時的能量守恒。由伯努利方程可以看出，流速高處壓力低，流速低處壓力高。三、伯努利方程的應(yīng)用：飛機為什么能夠飛上天?因為機翼受到向上的升力。飛機飛行時機翼周圍空氣的流線分布是指機翼橫截面的形狀上下不對稱，機翼上方的流線密，流速大,下方的流線疏，流速小。由伯努利方程可知，機翼上方的壓強小，下方的壓強大。這樣就產(chǎn)生了作用在機翼上的方向的升力。伴隨著科學技術(shù)的高速發(fā)展，給交通事業(yè)也帶來了蓬勃的生機。特別是航天事業(yè)的發(fā)展。自1877年，在美國的代頓地區(qū)，萊特兄弟駕駛?cè)祟悮v史上第一架飛機飛行成功開始，到現(xiàn)在航天飛機宇宙飛船的上天，都給歷史留下了美好的一頁。但是，現(xiàn)今還有許許多多的人不理解飛機為什么能飛？為了讓人們更好的了解飛機起飛原理，更好的接受科學知識，我特別制作了飛機起飛的模型。一、模型的結(jié)構(gòu)圖和尺寸飛機起飛模型的結(jié)構(gòu)圖 飛機起飛模型的結(jié)構(gòu)圖二、實驗模型的原理說明飛機能起飛依靠的是伯努力原理和機翼的升力。兩張紙在內(nèi)外壓強差作用下靠攏流過的情況氣流從機翼上下方兩張紙在內(nèi)外壓強差作用下靠攏流過的情況氣流從機翼上下方飛機機翼的剖面又叫做翼型，一般翼型的前端圓鈍、后端尖銳，上表面拱起、下表面較平，呈魚側(cè)形。前端點叫做前緣，后端點叫做后緣，兩點之間的連線叫做翼弦。當氣流迎面流過機翼時，流線分布情況如圖所示。原來是一股氣流，由于機翼地插入，被分成上下兩股。通過機翼后，在后緣又重合成一股。由于機翼上表面拱起，是上方的那股氣流的通道變窄。根據(jù)氣流的連續(xù)性原理和伯努利定理可以得知，機翼上方的壓強比機翼下方的壓強小，也就是說，機翼下表面受到向上的壓力比機翼上表面受到向下的壓力要大，這個壓力差就是機翼產(chǎn)生的升力。所以，飛機能起飛，最重要的是機翼的制作，模型中機翼上表面凸起，下表面平整，當給它在水平方向受到風力時，機翼上表面的氣流運動較下表面的慢，從而使下表面的壓強大于上表面的壓強，機翼獲得向上的升力。三、制作方法及實物圖介紹取150cm20cm的木板做飛機的水平軌道，另取兩根長40cm的鋼筋做支架。如實物圖所示。用費舊的展板做飛機的機翼，尾翼和舵，如實物圖所示。用泡沫做飛機的機身和機艙。如實物圖所示。用一根長90cm的長直銅管做水平支架，并在支架的一端連接一只鐵球，作為動力。如實物圖所示。將銅管的另一端與飛機相連（在飛機重心位置處）如實物圖所示。在飛機前端裝一個風源（電風扇）。如實物圖所示。四、模型的使用說明1、 將模型放置于桌上，調(diào)節(jié)機身，使它處于飛行軌道中央。2、 打開電風扇，將風力調(diào)節(jié)到最高檔 第三檔。3、觀察飛機的起飛。此模型的制作簡單，它所需要的原材料簡單易得，比如機身所需的是廢舊泡沫，機翼是廢舊展板。但是它能很好的展示飛機的起飛，很清楚的解釋飛機的起飛原理，讓人一看即明。另外模型使用簡單，安全方便，適合各類人群演示，具有普遍性。五、 相關(guān)拓展知識（一）影響飛機起飛的因素及注意事項影響起飛滑跑距離的困素有：油門位置、離地迎角、襟翼反置、起飛重量、機場標高與氣溫、跑道表面質(zhì)量、風向風速、跑道坡度等。這些因素一般都是通過影響離地速度或起飛滑跑的平均加速度來影響起飛滑跑距離的。1.油門位置油門越大，螺旋槳拉力或噴氣推力越大，飛機增速快，起飛滑跑距離就短。所以，一般應(yīng)用最大功率或最大油門狀態(tài)起飛。離地迎角離地迎角的大小決定于抬前輪或抬機尾的高度。離地迎角大，離地速度小，起飛滑跑距離短。但離地迎角又不可過大，離地迎角過大，下僅會因飛機阻力大而使飛機增速慢延長滑跑距離，而且會直接危及飛行安全因此從既要保證飛行安全又要使滑跑距離短出發(fā)，各型飛機一般都規(guī)定有最有利的離地迎角值。襟翼位置放下襟翼，可增大升力系數(shù)，減小離地速度，因而能縮短起飛滑跑距離。起飛重量起飛重量增大，不僅使飛機離地速度增大，而且會引起機輪摩擦力增加，使飛機不易加速。因此，起飛重量增大，起飛滑跑距離增長。機場標高與氣溫機場標高或氣溫升高都會引起空氣密度減小，一放面使拉力或推力減小，飛機加速慢；另一方面，離地速度增大，因此起飛滑跑距離必然增長。所以在炎熱的高原機場起飛，滑跑距離顯著增長。跑道表面質(zhì)量不同跑道表面質(zhì)量的摩擦系數(shù)，滑跑距離也就不同。跑道表面如果光滑平坦而堅實，則摩擦系數(shù)小，摩擦力小，飛機增速快，起飛滑跑距離短。反之跑道表面粗糙不平或松軟