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从蜻蜓身上发明了飞机的启示

时间: 玉玲2 历史故事

  飞机,是指由动力装置产生前进的推力或拉力,由机身的固定机翼产生升力,在大气层内飞行的重于空气的航空器。它是根据蜻蜓飞行的启示由此产生的,那么是怎样发明的呢?下面是学习啦小编给大家整理的相关资料,欢迎大家阅读!

  蜻蜓的启示:

  蜻蜓通过翅膀振动可产生不同于周围大气的局部不稳定气流,并利用气流产生的涡流来使自己上升。蜻蜓能在很小的推力下翱翔,不但可向前飞行,还能向后和左右两侧飞行,其向前飞行速度可达72公里/小时。此外,蜻蜓的飞行行为简单,仅靠两对翅膀不停地拍打。科学家据此结构基础研制成功了直升飞机。飞机在高速飞行时,常会引起剧烈振动,甚至有时会折断机翼而引起飞机失事。蜻蜓依靠加重的翅膀在高速飞行时安然无恙,于是人们效仿蜻蜓在飞机的两翼加上了平衡重锤,解决了因高速飞行而引起振动这个令人棘手的问题。

  为了研究滑翔飞行和碰撞的空气动力学以及其飞行的效率,一个四叶驱动,用远程水平仪控制的机动机翼(翅膀)模型被研制,并第一次在风洞内测试了各项飞行参数。

  第二个模型试图安装一个以更快频率飞行的翅膀,达到每秒18次震动的速度。有特色的是,这个模型采用了可变可调节前后两对机翼之间相差的装置。

  研究的中心和长远目标,是要研究使用“翅膀”驱动的飞机表现,以及与传统的螺旋推动器驱动的飞机效率的比较等等。

  关于飞机的延伸阅读

  飞机简介

  (Aircraft,Plane,Aeroplane,Airplane,Aeronef, Aeroplane, Flying machine),专业术语是固定翼机(Fixed-wing aircraft),泛指比空气重,有动力装置驱动。机翼固定于机身且不会相对机身运动,靠空气对机翼的作用力而产生升力的航空器。这种定义是为了与滑翔机和旋翼机有所区别。

  固定翼飞机是最常见的航空器型态。动力的来源包含活塞发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮风扇发动机或火箭发动机等等。同时飞机也是现代生活中不可缺少的运输工具。

  飞机具有两个最基本特征:其一是它自身的密度比空气大,并且它是由动力驱动前进;其二是飞机有固定的机翼,机翼提供升力使飞机翱翔于天空。

  不具备以上特征者不能称之为飞机,这两条缺一不可,譬如:一个飞行器它的密度小于空气,那它就是气球或飞艇。如果没有动力装置,只能在空中滑翔,则被称为滑翔机。飞行器的机翼如果不固定,靠机翼旋转产生升力,就是直升机或旋翼机。

  飞机运行原理

  飞机的机翼的上下两侧的形状是不一样的,上侧的要凸些,而下侧的则要平些。当飞机滑行时,机翼在空气中移动,从相对运动来看,等于是空气沿机翼流动。由于机翼上凸下平,导致上下表面流管粗细(截面积)不同,上表面流管细,下表面流管粗,故气流要保持单位时间内流过相同流量,上表面流速必定比下表面流速快。根据流体力学(空气动力学,帕努利定理)的原理,当飞机滑动时,机翼上侧的空气压力要小于下侧,这就使飞机产生了一个向上的升力(负压力)。当飞机滑行到一定速度时,这个升力就达到了足以使飞机飞起来的力量。于是,飞机就上了天。所以可以这样说,飞机的升空不是托上天的,而是被“压”上天的。

  说得再直观点:假设上表面流管截面积为S1,下表面截面积为S2,上表面流量为Q1,下表面流量为Q2,上表面速为V1,下表面流速为V2,则:

  Q1=S1V1,Q2=S2V2,因为Q1=Q2,S1小于S2,所以V1必大于V2(注:Q单位为立方米每秒)

  根据伯努利定理——“流体速度越快,其静压值越小(静压就是流体流动时垂直于流体运动方向所产生的压力)。”因此上表面的空气施加给机翼的压力F1小于下表面的F2。F1、F2的合力必然向上,这就产生了升力。

  飞机优点

  速度快。

  喷气式客机的时速在900千米左右,机动性高。飞机飞行不受高山、河流、沙漠、海洋的阻隔,而且可根据客、货源数量随时增加班次。

  据国际民航组织统计,民航平均每亿客公里的死亡人数为0.04人,是普通交通方式事故死亡人数的几十分之一到几百分之一,是比火车更为安全的交通运输方式。

  能够让人类感受在高空的感觉!

  飞机缺点

  价格昂贵。无论是飞机本身还是飞行所消耗的油料相对其他交通运输方式都高昂的多。

  受天气情况影响。虽然航空技术已经能适应绝大多数气象条件,但是风、雨、雪、雾等气象条件仍然会影响飞机的起降安全。

  起降场地也有限制。飞机必须在飞机场起降,一个城市最多不过几个飞机场,而且机场受周围净空条件的限制多分布在郊区。由于从飞机场到市区往往需要一次较长的中转过程,由此给高速列车提供了800公里以内距离的城际运输市场空间。

  因此飞机只适用于重量轻,时间紧急,航程又不能太近的运输。

  危险:虽然民航客机每亿客公里的死亡人数远低于其他运具,但批评者认为飞机本身旅程亦远比其他运具长,所以这个数值被拉低。在某些数据上飞机并不是特别安全。

  飞机的另一大缺点就是单次事故死亡率高。

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