從蜻蜓身上發明了飛機的啟示
飛機,是指由動力裝置產生前進的推力或拉力,由機身的固定機翼產生升力,在大氣層內飛行的重于空氣的航空器。它是根據蜻蜓飛行的啟示由此產生的,那么是怎樣發明的呢?下面是學習啦小編給大家整理的相關資料,歡迎大家閱讀!
蜻蜓的啟示:
蜻蜓通過翅膀振動可產生不同于周圍大氣的局部不穩定氣流,并利用氣流產生的渦流來使自己上升。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飛行,其向前飛行速度可達72公里/小時。此外,蜻蜓的飛行行為簡單,僅靠兩對翅膀不停地拍打。科學家據此結構基礎研制成功了直升飛機。飛機在高速飛行時,常會引起劇烈振動,甚至有時會折斷機翼而引起飛機失事。蜻蜓依靠加重的翅膀在高速飛行時安然無恙,于是人們效仿蜻蜓在飛機的兩翼加上了平衡重錘,解決了因高速飛行而引起振動這個令人棘手的問題。
為了研究滑翔飛行和碰撞的空氣動力學以及其飛行的效率,一個四葉驅動,用遠程水平儀控制的機動機翼(翅膀)模型被研制,并第一次在風洞內測試了各項飛行參數。
第二個模型試圖安裝一個以更快頻率飛行的翅膀,達到每秒18次震動的速度。有特色的是,這個模型采用了可變可調節前后兩對機翼之間相差的裝置。
研究的中心和長遠目標,是要研究使用“翅膀”驅動的飛機表現,以及與傳統的螺旋推動器驅動的飛機效率的比較等等。
關于飛機的延伸閱讀
飛機簡介
(Aircraft,Plane,Aeroplane,Airplane,Aeronef, Aeroplane, Flying machine),專業術語是固定翼機(Fixed-wing aircraft),泛指比空氣重,有動力裝置驅動。機翼固定于機身且不會相對機身運動,靠空氣對機翼的作用力而產生升力的航空器。這種定義是為了與滑翔機和旋翼機有所區別。
固定翼飛機是最常見的航空器型態。動力的來源包含活塞發動機、渦輪螺旋槳發動機、渦輪風扇發動機或火箭發動機等等。同時飛機也是現代生活中不可缺少的運輸工具。
飛機具有兩個最基本特征:其一是它自身的密度比空氣大,并且它是由動力驅動前進;其二是飛機有固定的機翼,機翼提供升力使飛機翱翔于天空。
不具備以上特征者不能稱之為飛機,這兩條缺一不可,譬如:一個飛行器它的密度小于空氣,那它就是氣球或飛艇。如果沒有動力裝置,只能在空中滑翔,則被稱為滑翔機。飛行器的機翼如果不固定,靠機翼旋轉產生升力,就是直升機或旋翼機。
飛機運行原理
飛機的機翼的上下兩側的形狀是不一樣的,上側的要凸些,而下側的則要平些。當飛機滑行時,機翼在空氣中移動,從相對運動來看,等于是空氣沿機翼流動。由于機翼上凸下平,導致上下表面流管粗細(截面積)不同,上表面流管細,下表面流管粗,故氣流要保持單位時間內流過相同流量,上表面流速必定比下表面流速快。根據流體力學(空氣動力學,帕努利定理)的原理,當飛機滑動時,機翼上側的空氣壓力要小于下側,這就使飛機產生了一個向上的升力(負壓力)。當飛機滑行到一定速度時,這個升力就達到了足以使飛機飛起來的力量。于是,飛機就上了天。所以可以這樣說,飛機的升空不是托上天的,而是被“壓”上天的。
說得再直觀點:假設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,因為Q1=Q2,S1小于S2,所以V1必大于V2(注:Q單位為立方米每秒)
根據伯努利定理——“流體速度越快,其靜壓值越小(靜壓就是流體流動時垂直于流體運動方向所產生的壓力)。”因此上表面的空氣施加給機翼的壓力F1小于下表面的F2。F1、F2的合力必然向上,這就產生了升力。
飛機優點
速度快。
噴氣式客機的時速在900千米左右,機動性高。飛機飛行不受高山、河流、沙漠、海洋的阻隔,而且可根據客、貨源數量隨時增加班次。
據國際民航組織統計,民航平均每億客公里的死亡人數為0.04人,是普通交通方式事故死亡人數的幾十分之一到幾百分之一,是比火車更為安全的交通運輸方式。
能夠讓人類感受在高空的感覺!
飛機缺點
價格昂貴。無論是飛機本身還是飛行所消耗的油料相對其他交通運輸方式都高昂的多。
受天氣情況影響。雖然航空技術已經能適應絕大多數氣象條件,但是風、雨、雪、霧等氣象條件仍然會影響飛機的起降安全。
起降場地也有限制。飛機必須在飛機場起降,一個城市最多不過幾個飛機場,而且機場受周圍凈空條件的限制多分布在郊區。由于從飛機場到市區往往需要一次較長的中轉過程,由此給高速列車提供了800公里以內距離的城際運輸市場空間。
因此飛機只適用于重量輕,時間緊急,航程又不能太近的運輸。
危險:雖然民航客機每億客公里的死亡人數遠低于其他運具,但批評者認為飛機本身旅程亦遠比其他運具長,所以這個數值被拉低。在某些數據上飛機并不是特別安全。
飛機的另一大缺點就是單次事故死亡率高。