飞机的原理

飞机飞行的原理是什么？

大众对飞机是比较好奇的，心中总会有许许多多的问号，飞机是怎么飞起来的？飞机是怎么操纵的？飞机的构成是怎样的？其实，飞机并不神秘，相信看完这些图，你就会秒懂一些飞机相关的知识！大多数飞机由五个主要部分组成：机翼、机身、尾翼、起落装置和动力装置。

飞机的操纵面机翼的主要功用是为飞机提供升力，以支持飞机在空中飞行，也起一定的稳定和操纵作用。

在机翼上一般安装有副翼和襟翼。

操纵副翼可使飞机滚转；放下襟翼能使机翼升力系数增大。

可不能说飞机是由钢铁造成的，钢铁只占很少一部分。

飞机的受力：升力的产生--气流流过的压力差产生了升力，飞行的根本！流速越快，压力越小。

机翼受力与迎角大小的关系：飞机运动的三轴简化，俯仰、滚转、偏航：滚转是副翼控制的。

副翼是指安装在机翼翼梢后缘外侧的一小块可动的翼面。

为飞机的主操作舵面，飞行员操纵左右副翼差动偏转所产生的滚转力矩可以使飞机做横滚机动。

飞行员向左压驾驶盘，左边副翼上偏，右边副翼下偏，飞机向左滚转；反之，向右压驾驶盘右副翼上偏，左副翼下偏，飞机向右滚转。

俯仰运动靠升降舵控制。

偏航运动靠方向舵控制。

飞机的垂直尾翼后缘有一片可以转动的翼片，称为方向舵。

方向舵绕垂直轴左右转动时，垂直尾翼就会受到向左、右方向的横向作用力，使飞机转弯。

尾翼：主要功用是用来操纵飞机俯仰和偏转，以及保证飞机能平稳地飞行。

实际的飞机舵面是这么动的：飞机的操纵驾驶舱操控装置一般为如下形式：控制杆——或者一个控制曲柄，固连在一根圆柱上，通过操纵副翼和升降舵控制飞机的滚转和俯仰。

方向舵踏板——控制飞机的偏航。

操纵飞机的基本方法 飞行员操纵驾驶盘（或驾驶杆）、脚蹬板，使升降舵、副翼和方向舵偏转，能使飞机向各个方向转动。

后拉驾驶盘，升降舵上偏，机头上仰；前推驾驶盘，则升降舵下偏，机头下俯。

向左压驾驶盘，左边副翼上偏，右边副翼下偏，飞机向左滚转；反之，向右压驾驶盘右副翼上偏，左副翼下偏，飞机向右滚转。

向前蹬左脚蹬板（即蹬左舵），方向舵左偏，机头向偏转；反之，向前蹬右脚蹬板（即蹬右舵），方向舵右偏，机头向右偏转。

航空发动机--飞机前进的动力提供涡轮风扇发动机，大型运输机的发动机。

涡扇气路两条，外边这条提供基本70-80%的推力，里边这条仅提供20-30%的推力。

现代高速飞机多数使用喷气式发动机，原理是将空气吸入，与燃油混合，点火，爆炸膨胀后的空气向后喷出，其反作用力则推动飞机向前。

下图的发动机剖面图里，一个个压气风扇从进气口中吸入空气，并且一级一级的压缩空气，使空气更好的参与燃烧。

风扇后面橙红色的空腔是燃烧室，空气和油料的混和气体在这里被点燃，燃烧膨胀向后喷出，推动最后两个风扇旋转，最后排出发动机外。

而最后两个风扇和前面的压气风扇安装在同一条中轴上，因此会带动压气风扇继续吸入空气，从而完成了一个工作循环。

直升飞机又是怎么飞起来的？直升机主要由机体和升力（含旋翼和尾桨）、动力、转动四大系统以及机载飞行设备等组成。

旋翼一般由涡轮轴发动机或活塞式发动机通过由传动轴及减速器等组成的机械传动系统来驱动，也可由桨尖喷气产生的反作用力来驱动。

中国的竹蜻蜓和意大利人达芬奇的直升机草图，为现代直升机的发明提供了启示，指出了正确的思维方向，它们被公认是直升机发展史的起点。

直升机前进和上升控制直升机的头上有个大螺旋桨，尾部也有一个小螺旋桨，小螺旋桨为了抵消大螺旋桨产生的反作用力。

直升机发动机驱动旋翼提供升力，把直升机举托在空中，旋翼还能驱动直升机倾斜来改变方向。

螺旋桨转速影响直升机的升力，直升机因此实现了垂直起飞及降落。

飞机起飞，是在有仰角下迎风飞行，机翼上下表面产生压差而形成升力。

而这种升力来源于伯努利等物理原理。

18世纪，由伯努利提出的伯努利方程，是早年间研究流体的重要理论基础。

简单来说，伯努利方程可以得出，对于流体中物体来讲，随着流体速度的增大，流体对物体产生的压强会减小，这个原理在生活中有着大量的实际应用。

对于飞行器来讲，一个物体迎风运动，会产生阻力。

气流从物体上下表面通过，因为物体形状的不同，对上下表面产生的下压力和升力会不同。

但飞机上下压力差超过了其重力，飞机就可以飞起来了。

通过下图也可以看出，机翼上下表面产生压差而形成升力。

我们也常常应用伯努利方程可以解释很多日常流体的现象，例如体育活动中的香蕉球，弧圈球的产生。

但伯努利原理毕竟是18世纪的成果，现代实际飞行中，对于飞行原理的考虑要复杂的多，还有各种湍流等影响因素，需要应用现代流体力学去进行计算和解释。

欢迎评论，关注量子实验室。