飞机为什么会飞

孙嘉鸿

(续上期)

(五)机翼上举力的产生。

飞机之所以能在天上飞行而不坠落，是因为它具有机翼，当飞机在空气中运动时，机翼上产生了向上的举力的缘故。飞机的机翼是一块剖面呈鱼形、上边圆拱、下边较平的板(如图7所示)。如果我们将这样一块剖面形状的机翼置于空气流中，那么环绕机翼的气流流动情况将如图8所示。迎面吹来的气流流至机翼剖面时分成二股。一股流经机翼上表面，一股流经机翼下表面。流经上表面的气流由于翼剖面上边较为圆拱的缘故，故气流被压缩得较多，亦即流过的截面面积较小。而流经下表面的气流由于翼剖面下边较为平坦，故压缩得较少，亦即流过的截面面积较大。于是根据上面所说过的连续方程式与伯努利定理，我们知道F1V2，于是P2>P1。这样机翼的下面压力大，上面压力小，上下就产生——压力差。机翼上的举力正是因为有了这个压力差而产生的。机翼上除了有自下向上作用着的举力外，尚有向后作用的阻力。阻力的存在是很易理解的。大家知道，任何物体在空气中运动时都会产生阻滞物体向前运动的阻力。由实验可以证明，举力与阻力的大小与空气密度、机翼面积及飞行速度的平方成正比。即Y～ρSV2 X～ρSV2

写成公式便是：Y=Cy1/2ρV2S，X=Cx1/2ρV2S。

式中Cy称为举力系数，Cx称为阻力系数。其数值大小与机翼的剖面形状及飞行时气流速度与机翼剖面弦线所成的角度——即所谓机翼的冲角有关。可根据实验求得。S为机翼的投影面积。

(六)飞机是如何飞行的。

我们知道飞机为了要顺利地完成飞行任务，必须具备机翼、机身、尾翼、起落架和发动机等五个主要部分。它们各有不同的用途。机翼的功用是产生举力；机身的功用是装人装货和连接飞机其他部分；起落架用作飞机起飞或着陆时在地面滑行之用；尾翼保证了飞机具有平稳飞行和操纵飞机(如上升、下降，转弯等)的本领；发动机(包括活塞式和喷气式二种)则是产生拉力(活塞式发动机上装的螺旋桨旋转时便产生向前的拉力)和推力(喷气式发动机中的高速燃气向后喷射时便产生了向前的推力)用的。当一架飞机停在机场跑道上准备起飞时，驾驶员开动了发动机使螺旋桨旋转了起来(或使喷气发动机喷管开始向后喷气)，当他用手向前推大油门时(和汽车司机之用脚踩油门的作用一样)，发动机发出的马力也愈大，螺旋桨转得愈快，这时只要螺旋桨产生的拉力大于地面上的摩擦力，飞机便开始在地面滑行。这时因为有了运动速度，整个飞机便有了阻力，机翼上也开始产生了举力。随着滑行速度的增大，举力和阻力也随着愈来愈大。当地面滑行达到了飞机的起飞速度时，此时举力Y大于飞机的重量G，螺旋桨的拉力P大于阻力Q这时飞机便腾空而起了。飞机飞上天空后，驾驶员并可通过操纵发动机油门，和飞机上的各种操纵舵面(装在机翼和尾翼上)来使飞机做各种各样的特技飞行。飞行时作用于飞机上的力如图9所示。(续完)