飛機點解會飛?

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飛 機能在空中飛行是因為有機翼 (Wing)產生升力 (Lift)，機翼

之所以能產生升力是因為有曲度，為了觀察翼面曲度和空氣流動

的關係，常將機翼剖開，所得到的側面形狀即為翼剖面(Airfoil)。

觀察翼剖面時發現當氣流平滑的通過翼剖面上、下方時會產生壓力

差，使得機翼產生向上的升力。當氣流在某些情形下不能平滑的通

過翼面時升力會減少，當整各翼面產生的升力不足以負擔飛機本身

的重量時，即造成「失速」(Stall)的情形，大部份失速是在低速

或大角度爬升、迴轉時發生，此時所有控制面將暫時失去作用，

直到氣流揮復平滑為止。


這是柏努理定理

飛機會什麼會飛?主要是靠機翼對空氣取得昇力,飛機的機翼斷面形狀有很多種,依造每種形狀適用於不同功用的飛機,飛機的機翼從斷面來看，通常機翼上半部曲面及下半部曲面不一樣，通常為上半部曲面弧長較長,空氣流經飛機機翼截面,因空氣流過機翼表面時被一分為二,經過機翼上面的空氣流速較快，因此壓力會變的比較低(柏努力定律)，，而經過機翼下面的空氣流速較慢,壓力就會比較高(柏努力定律)，壓力高的地方會往壓力低的部分移動，這就是昇力的由來。但是至於昇力大小由昇力公式Y =(1/2)ρV2SCy[註V2是V的平方]

ρ為空氣密度、V為飛機與氣流的相對速度、S為翼面積、Cy 為升力係數

由公式可知影響昇力大小的有1.機翼的面積2.機翼形狀的昇力係數3.空氣相對於機翼的流速4.當時的空氣密度,其中已空氣相對於機翼的流速影響最大,它直接影響到飛機起飛時的昇力取得,也就是說為什麼飛機起飛前總是要高速滑行的原因,且是逆風滑行,如此才能取得更高的相對速度,好取得更高的昇力,還有一般飛機會有襟翼,可以增加機翼面積,飛機在起飛或降落的時候,伸出襟翼(有興趣可以在搭飛機時往機翼看,起飛降落時飛機機翼前緣及後緣會伸展開來),亦是增加昇力方法,除此之外,飛機的昇力，還和攻角有關。攻角就是機翼前進方向與氣流的夾角，因為角度變化，氣流會在上翼面後端產生低壓區(與空氣分離有關)，造成更大的壓力差，所以升力變大。但達到臨界攻角(約12~14 度,依造機翼斷面形狀不同)後，低壓區轉為亂流，造成失速。以上都是談飛機機翼如何產生昇力,至於是什麼東西在推動飛機使機翼產生昇力?那就是所謂的發動機了,空氣流出發動機向後噴出時候,相對的對於飛機機體產生一個作用力,在地面使飛機往加速前進(地面滑行),達到起飛空速(機翼產生足夠的昇力),駕駛員拉起機鼻,飛機就這樣起飛了,當然發動機還是一直作動,一方面產生往前飛的力量,一方面換取速度使機翼產生昇力,一但發動機熄火,飛機失去前進的力量, 也就失去昇力。還有為什麼直升機不用滑行就可以產生昇力?一般飛機如747,IDF,幻象2000,諸如此類的飛機我們稱為定翼機,也就是機翼固定不動, 而直升機我們稱為旋翼機,機翼高速旋轉,產生昇力使飛機往上飛,再經由旋翼轉動角度改變,產生往前的力量。



飛機是藉著機翼所產生的上升力，以及飛機引擎所產生的推動力，而讓飛機可以在1.你知道柏努利定律嗎?當流體(在這文章裡是指空氣)經過一面積時,速度慢的流體將產生較大的壓力,相對的,速度快的流體因為密度較小,所以壓力就相較較小.



2.你看過飛機機翼的剖面圖嗎?它是呈現一個向上的弧形對吧!所以機翼上面的行程會比機翼下面的行程要來ㄉ長.



3. 當飛機在跑道上衝刺ㄉ時候,機翼上面的行程較長,下面較短,當流體再同一時間經過機翼的上面跟下面,上面的行程較長所以流速較快,下面的行程較短所以流速較慢(因為它們在同一時間經過所以行程較長的,當然要比較快囉!),所以再回到剛剛的柏努利定律,機翼的下面壓力會比機翼上面的壓力大,所以飛機的機翼就會產生向上推的力量(因為壓力大的會往壓力小的地方跑),我們稱這種力量叫做"升力"



4.結論:因為飛機是有重量的,所以必須要有足夠的升力才能將飛機拉至天空,所以囉!飛機速度越快升力越大(指同一機種),起飛的時候要先衝刺獲得相對風速以產生更大的升力,讓機翼的升力大於飛機的重量,飛機就自然起飛了!