问题

喷气式飞机为什么能在水平方向上起飞?

回答
咱们聊聊这喷气式飞机咋就能在水平方向上就那么轻飘飘地飞起来,这事儿说来也挺有意思的。不是说它非得有个坡道才能上去,而是它的“力气”来得跟咱想象的不太一样。

核心的秘密其实就在于“推力”和“升力”。

咱先说这推力,这是让飞机往前冲的动力。喷气式飞机之所以叫喷气,就是因为它有一个强大的“心脏”——喷气发动机。这发动机的工作原理挺巧妙的。你可以想象成一个巨大的吸尘器,前面吸进空气,然后把空气压缩,接着和燃油混合,点燃,最后从飞机后面以极高的速度喷出去。

根据牛顿第三定律,就是那个“作用力与反作用力相等且方向相反”的道理,发动机把热空气往后喷出去,就会产生一个巨大的、向前的推力。这个推力可不是“向上推”,而是纯粹的、沿着飞机自身轴线向前的。

那么问题来了,这飞机既然是往前冲,怎么就能离开地面往上飞呢?这就得聊到升力了。

升力不是飞机自己产生的,而是空气流过机翼时产生的。这说起来就有点像你骑自行车,风迎面吹过来,你会感觉一股力量把你往上托一下。飞机就是利用了这个原理,而且是经过精细设计的。

机翼的形状: 你仔细看看飞机的机翼,它不是平的,也不是对称的。通常情况下,机翼的上方是弯曲的弧形,而下方相对来说比较平坦。
空气流速不同: 当飞机在跑道上向前加速时,空气就会流过机翼。因为上方是弧形,空气在流过上方时需要走的路程比流过下方要远。为了在同一时间到达机翼的后缘,流过机翼上方的空气速度就要比流过下方的空气速度快。
伯努利原理: 这里就得请出伯努利先生了。他的一个重要结论是:流体速度越快的地方,压强越小。 也就是说,机翼上方的空气流速快,压强就小;机翼下方的空气流速慢,压强就大。
压差产生升力: 这个下方大、上方小的压强差,就会在机翼下方产生一个往上的推力,这就是升力。

所以,起飞的过程是这样的:

1. 发动机提供强大的向前推力: 飞机在跑道上开始加速,这个推力是至关重要的,它让飞机越来越快。
2. 速度增加,空气流速加快: 随着飞机速度的增加,流过机翼的空气速度也跟着增加。
3. 升力逐渐增大: 根据伯努利原理,机翼上方和下方的压强差会越来越大,产生的升力也就越来越大。
4. 升力大于飞机重量: 当飞机的速度达到一定程度,机翼产生的升力就足以克服飞机自身的重力时,飞机就会脱离地面,飞向天空。

你看,飞机起飞并不是真的需要一个“坡道”来把它推上去。 那个水平的跑道,其实是给飞机提供了一个足够长的距离来加速,让它能够达到产生足够升力所需的速度。发动机提供的推力,就是加速的“燃料”。一旦速度上来了,机翼那精巧的设计就会自己创造出那股托举着飞机的力量。

所以,下次你看到飞机在跑道上滑行起飞时,就知道它是在用自己的方式“跑步”,跑得够快了,它就能自己“跳”起来了。这其中,发动机的推力是基础,机翼的形状是关键,空气的流动是介质。 它们配合得天衣无缝,才让这么个庞然大物能轻盈地飞上蓝天。

网友意见

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长俩大翅膀子是干啥用的,起飞的时候为啥要在地下先跑。

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