從蜻蜓身上發(fā)明了飛機(jī)的啟示
飛機(jī),是指由動(dòng)力裝置產(chǎn)生前進(jìn)的推力或拉力,由機(jī)身的固定機(jī)翼產(chǎn)生升力,在大氣層內(nèi)飛行的重于空氣的航空器。它是根據(jù)蜻蜓飛行的啟示由此產(chǎn)生的,那么是怎樣發(fā)明的呢?下面是學(xué)習(xí)啦小編給大家整理的相關(guān)資料,歡迎大家閱讀!
蜻蜓的啟示:
蜻蜓通過(guò)翅膀振動(dòng)可產(chǎn)生不同于周圍大氣的局部不穩(wěn)定氣流,并利用氣流產(chǎn)生的渦流來(lái)使自己上升。蜻蜓能在很小的推力下翱翔,不但可向前飛行,還能向后和左右兩側(cè)飛行,其向前飛行速度可達(dá)72公里/小時(shí)。此外,蜻蜓的飛行行為簡(jiǎn)單,僅靠?jī)蓪?duì)翅膀不停地拍打??茖W(xué)家據(jù)此結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)研制成功了直升飛機(jī)。飛機(jī)在高速飛行時(shí),常會(huì)引起劇烈振動(dòng),甚至有時(shí)會(huì)折斷機(jī)翼而引起飛機(jī)失事。蜻蜓依靠加重的翅膀在高速飛行時(shí)安然無(wú)恙,于是人們效仿蜻蜓在飛機(jī)的兩翼加上了平衡重錘,解決了因高速飛行而引起振動(dòng)這個(gè)令人棘手的問(wèn)題。
為了研究滑翔飛行和碰撞的空氣動(dòng)力學(xué)以及其飛行的效率,一個(gè)四葉驅(qū)動(dòng),用遠(yuǎn)程水平儀控制的機(jī)動(dòng)機(jī)翼(翅膀)模型被研制,并第一次在風(fēng)洞內(nèi)測(cè)試了各項(xiàng)飛行參數(shù)。
第二個(gè)模型試圖安裝一個(gè)以更快頻率飛行的翅膀,達(dá)到每秒18次震動(dòng)的速度。有特色的是,這個(gè)模型采用了可變可調(diào)節(jié)前后兩對(duì)機(jī)翼之間相差的裝置。
研究的中心和長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo),是要研究使用“翅膀”驅(qū)動(dòng)的飛機(jī)表現(xiàn),以及與傳統(tǒng)的螺旋推動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的飛機(jī)效率的比較等等。
關(guān)于飛機(jī)的延伸閱讀
飛機(jī)簡(jiǎn)介
(Aircraft,Plane,Aeroplane,Airplane,Aeronef, Aeroplane, Flying machine),專業(yè)術(shù)語(yǔ)是固定翼機(jī)(Fixed-wing aircraft),泛指比空氣重,有動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)。機(jī)翼固定于機(jī)身且不會(huì)相對(duì)機(jī)身運(yùn)動(dòng),靠空氣對(duì)機(jī)翼的作用力而產(chǎn)生升力的航空器。這種定義是為了與滑翔機(jī)和旋翼機(jī)有所區(qū)別。
固定翼飛機(jī)是最常見的航空器型態(tài)。動(dòng)力的來(lái)源包含活塞發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)或火箭發(fā)動(dòng)機(jī)等等。同時(shí)飛機(jī)也是現(xiàn)代生活中不可缺少的運(yùn)輸工具。
飛機(jī)具有兩個(gè)最基本特征:其一是它自身的密度比空氣大,并且它是由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)前進(jìn);其二是飛機(jī)有固定的機(jī)翼,機(jī)翼提供升力使飛機(jī)翱翔于天空。
不具備以上特征者不能稱之為飛機(jī),這兩條缺一不可,譬如:一個(gè)飛行器它的密度小于空氣,那它就是氣球或飛艇。如果沒有動(dòng)力裝置,只能在空中滑翔,則被稱為滑翔機(jī)。飛行器的機(jī)翼如果不固定,靠機(jī)翼旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力,就是直升機(jī)或旋翼機(jī)。
飛機(jī)運(yùn)行原理
飛機(jī)的機(jī)翼的上下兩側(cè)的形狀是不一樣的,上側(cè)的要凸些,而下側(cè)的則要平些。當(dāng)飛機(jī)滑行時(shí),機(jī)翼在空氣中移動(dòng),從相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)看,等于是空氣沿機(jī)翼流動(dòng)。由于機(jī)翼上凸下平,導(dǎo)致上下表面流管粗細(xì)(截面積)不同,上表面流管細(xì),下表面流管粗,故氣流要保持單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)相同流量,上表面流速必定比下表面流速快。根據(jù)流體力學(xué)(空氣動(dòng)力學(xué),帕努利定理)的原理,當(dāng)飛機(jī)滑動(dòng)時(shí),機(jī)翼上側(cè)的空氣壓力要小于下側(cè),這就使飛機(jī)產(chǎn)生了一個(gè)向上的升力(負(fù)壓力)。當(dāng)飛機(jī)滑行到一定速度時(shí),這個(gè)升力就達(dá)到了足以使飛機(jī)飛起來(lái)的力量。于是,飛機(jī)就上了天。所以可以這樣說(shuō),飛機(jī)的升空不是托上天的,而是被“壓”上天的。
說(shuō)得再直觀點(diǎn):假設(shè)上表面流管截面積為S1,下表面截面積為S2,上表面流量為Q1,下表面流量為Q2,上表面速為V1,下表面流速為V2,則:
Q1=S1V1,Q2=S2V2,因?yàn)镼1=Q2,S1小于S2,所以V1必大于V2(注:Q單位為立方米每秒)
根據(jù)伯努利定理——“流體速度越快,其靜壓值越小(靜壓就是流體流動(dòng)時(shí)垂直于流體運(yùn)動(dòng)方向所產(chǎn)生的壓力)。”因此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。
飛機(jī)優(yōu)點(diǎn)
速度快。
噴氣式客機(jī)的時(shí)速在900千米左右,機(jī)動(dòng)性高。飛機(jī)飛行不受高山、河流、沙漠、海洋的阻隔,而且可根據(jù)客、貨源數(shù)量隨時(shí)增加班次。
據(jù)國(guó)際民航組織統(tǒng)計(jì),民航平均每?jī)|客公里的死亡人數(shù)為0.04人,是普通交通方式事故死亡人數(shù)的幾十分之一到幾百分之一,是比火車更為安全的交通運(yùn)輸方式。
能夠讓人類感受在高空的感覺!
飛機(jī)缺點(diǎn)
價(jià)格昂貴。無(wú)論是飛機(jī)本身還是飛行所消耗的油料相對(duì)其他交通運(yùn)輸方式都高昂的多。
受天氣情況影響。雖然航空技術(shù)已經(jīng)能適應(yīng)絕大多數(shù)氣象條件,但是風(fēng)、雨、雪、霧等氣象條件仍然會(huì)影響飛機(jī)的起降安全。
起降場(chǎng)地也有限制。飛機(jī)必須在飛機(jī)場(chǎng)起降,一個(gè)城市最多不過(guò)幾個(gè)飛機(jī)場(chǎng),而且機(jī)場(chǎng)受周圍凈空條件的限制多分布在郊區(qū)。由于從飛機(jī)場(chǎng)到市區(qū)往往需要一次較長(zhǎng)的中轉(zhuǎn)過(guò)程,由此給高速列車提供了800公里以內(nèi)距離的城際運(yùn)輸市場(chǎng)空間。
因此飛機(jī)只適用于重量輕,時(shí)間緊急,航程又不能太近的運(yùn)輸。
危險(xiǎn):雖然民航客機(jī)每?jī)|客公里的死亡人數(shù)遠(yuǎn)低于其他運(yùn)具,但批評(píng)者認(rèn)為飛機(jī)本身旅程亦遠(yuǎn)比其他運(yùn)具長(zhǎng),所以這個(gè)數(shù)值被拉低。在某些數(shù)據(jù)上飛機(jī)并不是特別安全。
飛機(jī)的另一大缺點(diǎn)就是單次事故死亡率高。