飛機的工作原理

一、飛行的主要組成部分及功用

**到目前為止，除了少數特殊形式的飛機外，大多數飛機都由機翼、機身、尾翼、起落裝置和動力裝置五個主要部分組成

1. 機翼--機翼的主要功用是產生公升力，以支援飛機在空中飛行，同時也起到一定的穩定和操作作用。在機翼上一般安裝有副翼和襟翼，操縱副翼可使飛機滾轉，放下襟翼可使公升力增大。

機翼上還可安裝發動機、起落架和油箱等。不同用途的飛機其機翼形狀、大小也各有不同。

2. 機身--機身的主要功用是裝載乘員、旅客、**、貨物和各種裝置，將飛機的其他部件如：機翼、尾翼及發動機等連線成乙個整體。

3. 尾翼--尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼。水平尾翼由固定的水平安定面和可動的公升降舵組成，有的高速飛機將水平安定面和公升降舵合為一體成為全動平尾。

垂直尾翼包括固定的垂直安定面和可動的方向舵。尾翼的作用是操縱飛機俯仰和偏轉，保證飛機能平穩飛行。

4.起落裝置--飛機的起落架大都由減震支柱和機輪組成，作用是起飛、著陸滑跑，地面滑行和停放時支掌飛機。

5.動力裝置--動力裝置主要用來產生拉力和推力，使飛機前進。其次還可為飛機上的其他用電裝置提供電源等。

現在飛機動力裝置應用較廣泛的有：航空活塞式發動機加螺旋槳推進器、渦輪噴氣發動機、渦輪螺旋槳發動機和渦輪風扇發動機。除了發動機本身，動力裝置還包括一系列保證發動機正常工作的系統。

*飛機上除了這五個主要部分外，根據飛機操作和執行任務的需要，還裝有各種儀表、通訊裝置、領航裝置、安全裝置等其他裝置。

二、飛機的公升力和阻力

**飛機是重於空氣的飛行器，當飛機飛行在空中，就會產生作用於飛機的空氣動力，飛機就是靠空氣動力公升空飛行的。在了解飛機公升力和阻力的產生之前，我們還要認識空氣流動的特性，即空氣流動的基本規律。流動的空氣就是氣流，一種流體，這裡我們要引用兩個流體定理：

連續性定理和伯努利定理

流體的連續性定理：當流體連續不斷而穩定地流過乙個粗細不等的管道時，由於管道中任何一部分的流體都不能中斷或擠壓起來，因此在同一時間內，流進任一切面的流體的質量和從另一切面流出的流體質量是相等的。

**連續性定理闡述了流體在流動中流速和管道切面之間的關係。流體在流動中，不僅流速和管道切面相互聯絡，而且流速和壓力之間也相互聯絡。伯努利定理就是要闡述流體流動在流動中流速和壓力之間的關係。

伯努利定理基本內容：流體在乙個管道中流動時，流速大的地方壓力小，流速小的地方壓

力大飛機的公升力絕大部分是由機翼產生，尾翼通常產生負公升力，飛機其他部分產生的公升力很小，一般不考慮。從上圖我們可以看到：空氣流到機翼前緣，分成上、下兩股氣流，分別沿機翼上、下表面流過，在機翼後緣重新匯合向後流去。

機翼上表面比較凸出，流管較細，說明流速加快，壓力降低。而機翼下表面，氣流受阻擋作用，流管變粗，流速減慢，壓力增大。這裡我們就引用到了上述兩個定理。

於是機翼上、下表面出現了壓力差，垂直於相對氣流方向的壓力差的總和就是機翼的公升力。這樣重於空氣的飛機借助機翼上獲得的公升力克服自身因地球引力形成的重力，從而翱翔在藍天上了。

* 機翼公升力的產生主要靠上表面吸力的作用，而不是靠下表面正壓力的作用，一般機翼上表面形成的吸力佔總公升力的60-80%左右，下表面的正壓形成的公升力只佔總公升力的20-40%左右。

**飛機飛行在空氣中會有各種阻力，阻力是與飛機運動方向相反的空氣動力，它阻礙飛機的前進，這裡我們也需要對它有所了解。按阻力產生的原因可分為摩擦阻力、壓差阻力、誘導阻力和干擾阻力。

1.摩擦阻力--空氣的物理特性之一就是粘性。當空氣流過飛機表面時，由於粘性，空氣同飛機表面發生摩擦，產生乙個阻止飛機前進的力，這個力就是摩擦阻力。

摩擦阻力的大小，決定於空氣的粘性，飛機的表面狀況，以及同空氣相接觸的飛機表面積。空氣粘性越大、飛機表面越粗糙、飛機表面積越大，摩擦阻力就越大。

2.壓差阻力--人在逆風中行走，會感到阻力的作用，這就是一種壓差阻力。這種由前後壓力差形成的阻力叫壓差阻力。飛機的機身、尾翼等部件都會產生壓差阻力。

3.誘導阻力--公升力產生的同時還對飛機附加了一種阻力。這種因產生公升力而誘導出來的阻力稱為誘導阻力，是飛機為產生公升力而付出的一種"代價"。其產生的過程較複雜這裡就不在詳訴。

4.干擾阻力--它是飛機各部分之間因氣流相互干擾而產生的一種額外阻力。這種阻力容易產生在機身和機翼、機身和尾翼、機翼和發動機短艙、機翼和副油箱之間。

*以上四種阻力是對低速飛機而言，至於高速飛機，除了也有這些阻力外，還會產生波阻等其他阻力。