 |
|
 |
動力原理： 渦輪噴氣發(fā)動機(jī) 渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī) 沖壓噴氣發(fā)動機(jī) 渦輪軸發(fā)動機(jī)
升力原理：
飛機(jī)是比空氣重的飛行器，因此【本文標(biāo)題:飛機(jī)如何起飛：飛機(jī)的動力原理和升力原理】需要消耗自身動力來獲得升力。而升力的來源是飛行中空氣對機(jī)翼的作用。
在下面這幅圖里，有一個(gè)機(jī)翼的剖面示意圖。機(jī)翼的上表面是彎曲的，下表面是平坦的，因此【本文標(biāo)題:飛機(jī)如何起飛：飛機(jī)的動力原理和升力原理】在機(jī)翼與空氣相對運(yùn)動時(shí)，流過上表面的空氣在同一時(shí)間（T）內(nèi)走過的路程（S1）比流過下表面的空氣的路程（S2）遠(yuǎn)，因此【本文標(biāo)題:飛機(jī)如何起飛：飛機(jī)的動力原理和升力原理】在上表面的空氣的相對速度比下表面的空氣快（V1=S1/T >V2=S2/T1）。根據(jù)帕奴利定理——“流體對周圍的物質(zhì)產(chǎn)生的壓力與流體的相對速度成反比。'，因此【本文標(biāo)題:飛機(jī)如何起飛：飛機(jī)的動力原理和升力原理】上表面的空氣施加給機(jī)翼的壓力 F1 小于下表面的 F2 。F1、F2 的合力必然向上，這就產(chǎn)生了升力。
大型發(fā)動機(jī)
從機(jī)翼的原理，我們也就可以理解螺旋槳的工作原理。螺旋槳就好像一個(gè)豎放的機(jī)翼，凸起面向前，平滑面向后。旋轉(zhuǎn)時(shí)壓力的合力向前，推動螺旋槳向前，從而帶動飛機(jī)向前。當(dāng)然螺旋槳并不是簡單的凸起平滑，而有著復(fù)雜的曲面結(jié)構(gòu)。老式螺旋槳是固定的外形，而后期設(shè)計(jì)則采用了可以改變的相對角度等設(shè)計(jì)，改善螺旋槳性能。
飛行需要動力，使飛機(jī)前進(jìn)，更重要的是使飛機(jī)獲得升力。早期飛機(jī)常常使用活塞發(fā)動機(jī)作為動力，又以四沖程活塞發(fā)動機(jī)為主。這類發(fā)動機(jī)的原理如圖，主要為吸入空氣，與燃油混合后點(diǎn)燃膨脹，驅(qū)動活塞往復(fù)運(yùn)動，再轉(zhuǎn)化為驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)輸出：
單單一個(gè)活塞發(fā)動機(jī)發(fā)出的功率十分有限，因此【本文標(biāo)題:飛機(jī)如何起飛：飛機(jī)的動力原理和升力原理】人們將多個(gè)活塞發(fā)動機(jī)并聯(lián)在一起，組成星型或V型活塞發(fā)動機(jī)。下圖為典型的星型活塞發(fā)動機(jī)
現(xiàn)代高速飛機(jī)多數(shù)使用噴氣式發(fā)動機(jī)，原理是將空氣吸入，與燃油混合，點(diǎn)火，爆炸膨脹后的空氣向后噴出，其反作用力則推動飛機(jī)向前。下圖的發(fā)動機(jī)剖面圖里，一個(gè)個(gè)壓氣風(fēng)扇從進(jìn)氣口中吸入空氣，并且一級一級的壓縮空氣，使空氣更好的參與燃燒。風(fēng)扇后面橙紅色的空腔是燃燒室，空氣和油料的混和氣體在這里被點(diǎn)燃，燃燒膨脹向后噴出，推動最后兩個(gè)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)，最后排出發(fā)動機(jī)外。而最后兩個(gè)風(fēng)扇和前面的壓氣風(fēng)扇安裝在同一條中軸上，因此【本文標(biāo)題:飛機(jī)如何起飛：飛機(jī)的動力原理和升力原理】會帶動壓氣風(fēng)扇繼續(xù)吸入空氣，從而完成了一個(gè)工作循環(huán)。
飛機(jī)上的發(fā)動機(jī)
渦輪噴氣發(fā)動機(jī) 這類發(fā)動機(jī)的原理基本與上面提到的噴氣原理相同，具有加速快、設(shè)計(jì)簡便等優(yōu)點(diǎn)。但如果要讓渦噴發(fā)動機(jī)提高推力，則必須增加燃?xì)庠跍u輪前的溫度和增壓比，這將會使排氣速度增加而損失更多動能，于是產(chǎn)生了提高推力和降低油耗的矛盾。因此【本文標(biāo)題:飛機(jī)如何起飛：飛機(jī)的動力原理和升力原理】渦噴發(fā)動機(jī)油耗大，對于商業(yè)民航機(jī)來說是個(gè)致命弱點(diǎn)。
渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī) 渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)吸入的空氣一部分從外部管道（外涵道）后吹，一部分送入內(nèi)涵道核心機(jī)（相當(dāng)于一個(gè)純渦噴發(fā)動機(jī)）。最前端的“風(fēng)扇'作用類似螺旋槳，通過降低排氣速度達(dá)到提高噴氣發(fā)動機(jī)推進(jìn)效率的目的。同時(shí)通過精確設(shè)計(jì)，使更多的燃?xì)饽芰拷?jīng)風(fēng)扇傳遞到外涵道，同樣解決了排氣速度過快的問題，從而降低了發(fā)動機(jī)的油耗。由于該風(fēng)扇設(shè)計(jì)要兼顧內(nèi)外涵道的需要，因此【本文標(biāo)題:飛機(jī)如何起飛：飛機(jī)的動力原理和升力原理】難度遠(yuǎn)大于渦噴發(fā)動機(jī)。
沖壓噴氣發(fā)動機(jī) 此類發(fā)動機(jī)沒有風(fēng)扇等器件，完全靠高速飛行時(shí)產(chǎn)生的沖壓效應(yīng)壓縮吸入的空氣，點(diǎn)火、燃燒、后噴等原理。因此【本文標(biāo)題:飛機(jī)如何起飛：飛機(jī)的動力原理和升力原理】其優(yōu)點(diǎn)為結(jié)構(gòu)簡單、體積小、推力大、加速快。缺點(diǎn)是需要外部能源進(jìn)行啟動（常常為火箭助推），不適合循環(huán)使用。
（提示：本文引用自私人飛機(jī)網(wǎng)，如不慎引用，請第一時(shí)間聯(lián)系我們，我們第一時(shí)間刪除并致以歉意?。?span style="display:none">pVM影風(fēng)網(wǎng)