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飛機起飛原理
一、 機翼的剖面如下圖:向上的氣流較快,依據"白努利定律"流速快的流體壓力較小,所以翼面會受向的升力 。
二、 機翼掠角問題:下圖甲飛機有比較大的升力,乙飛機有較靈活的操控性,但因升力較少相對也較危險,三角翼的飛機也類似,客貨機屬甲飛機形式,戰鬥機屬乙形式。
三、 水平舵和主翼要在不同的水平高度,避免氣流互相干擾。
四、 方向舵和水平舵可以"V" ;字形舵替代,或其他變形。
五、 襟翼在降落時下拉以降低速度
六、 翼尖上揚一上功角;有助飛行穩定.
飛機起飛和降落的原理
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。
飛機在空中怎樣轉彎?
飛機在空中怎樣轉彎實在是有趣的問題。如果您注意過老鷹轉彎的方式就會了解,當牠向右轉時,會壓低右邊翅膀,抬高左邊翅膀以向右略微傾的角度畫出圓弧。飛機轉彎就是模仿老鷹,在人工飛行時必須由機師控制操縱盤,若使用自動駕駛就將指令輸入電腦,而機師就監控飛機的動作。
引擎與飛行
飛機能一直在空中飛行,是因為它的引擎葉片不斷的轉動吸入大量的空氣並將空氣壓縮,與汽油混合為油氣,再在燃燒室裏燃燒,高溫使混合急速的膨脹,這膨脹的氣體由引擎後方的出氣口噴出,就是這樣產生了推力,是飛機維持飛行的動力。在下降時只要收小油門、發動機轉動會變慢、推力也變小,飛行員對自動駕駛給出下跌指令,然後再依航管的指示接近跑道、降落,即使飛機在滑行中,還是開著很少的油門直到飛機停靠空橋、煞車之後才關掉引擎。
機尾的功能
飛機的尾巴除了塗有各航空公司的標誌以供辦認外,還有什麼用途?飛機的尾巴有兩部份:橫的稱為水平安定面,直的為垂直安定面、既稱為安定面就表示主掌飛機在各種姿態是的平穩、安定。水平安定面的後緣裝有可以上下偏向的升降舵,垂直安定面的後緣則是可以左右偏向的方向舵。雖然翅膀擔負飛行重任,但尾巴卻是操縱飛機起、降,改變方向及維持穩定不可缺少的構件。
翅膀與尾巴的協力
飛機尾巴的水平安定面比起翅膀來說是少多了,但它確是整架飛機的安定力量。由於它的剖面剛好與翅膀相反是上緣平直下緣為弧形,所以當翅膀產生正升力努力起飛時,機尾就產生負升力,也就是壓低機尾抬高機頭協助飛機起飛。平飛的時候,機尾也產生對機身及機翼的穩定作用,以物理學上的話來說就是機尾穩定了飛機縱軸和橫軸的穩定,使飛機保持平直飛行節省用油。