飞机是靠什么原理飞行的(直升机的工作原理)
直升机是如何工作的?什么驱动飞机?3354谈谈飞行的原理
上次我们讲过飞机之所以能飞,是因为弯曲机翼的上下气流速度不一致,导致上下压力不同,从而使飞机上升。,如此庞大的机身并不能仅靠风把空气吹到机翼上就把飞机托起,所以我们需要一个额外的动力(发动机)来推进飞机。
我们现在看到的是早期的活塞发动机,是星形的活塞发动机。五个活塞围绕中轴布置,每个活塞往复运动带动轴旋转。轴带动螺旋桨旋转提供动力,驱动飞机。
由于活塞式发动机的功率限制和螺旋桨在高速飞行时效率下降,只适合低速飞行。多用于轻型飞机和超轻型飞机等。但不适合军事行动。50年代以前使用的大多是活塞式飞机,只有少数小型飞机、超轻型飞机、无人机等。用过这台发动机。如果活塞发动机不能做得太大,普拉特 惠特尼曾经做过16缸发动机,几分钟就不行了,整个发动机会因为发动机太热而着火,这也是为什么现在喷气发动机是主流。
实际上,喷气发动机就像人们通常玩的气球,但如果我们让气球中的气体向一个方向吹出一定的时间,我们就可以推动汽车沿直线运动。这是一架简单的喷气式飞机。
如果把储存的气体喷出来只能是一次性的。后来有科学家发现,只要在桶状空间燃烧燃料,就能喷出高温高压气体,可以源源不断地提供动力,推动飞行器飞行。上图是最早的喷气发动机,脉冲喷气发动机,二战期间用于纳粹德国的V1巡航导弹。但这种发动机有一个缺点,就是向前飞时空气只能被飞机压进去,在脉冲点火时,放出的空气是断断续续的,所以如果放在有人驾驶的飞机上,动力不足,会让人不舒服。上图是后期研发的涡喷发动机。发动机前有压气机压缩气体,提高燃烧效率,有专门的燃烧室稳定燃烧。此时喷气发动机可以提供稳定的喷流,推动飞机飞行。后期有带加力燃烧室的涡喷发动机,即在发动机尾部增加一个燃烧室,让未燃烧的空气继续与燃料发生反应,使空气的推力更大,多用于战斗机。
喷气发动机将发展成为涡扇发动机,因为科学家发现,燃烧的空气除了直接向后喷射提供动力外,还可以带动发动机叶片压缩大量空气,这样直接向后方喷射就可以提供额外的动力。其实说白了就是在涡喷发动机外面加一个发动机罩。烟机前面有一个压缩机叶片压缩空气,然后通过外部管道向后排出。
这是民航客机用的大涵道比涡扇发动机。这种发动机的前部面积大,可以吸入大量空气进行压缩,然后吹出。这样可以大大提高燃油效率,让跨洲长途飞行成为现实。
你现在看到的喷气发动机,感觉和开头介绍的活塞式螺旋桨差不多,但也是喷气发动机。这叫涡桨喷气发动机,多用于中小型运输机。
另一种类似于刚刚提到的涡桨发动机。它不仅由喷气推进,而且由热空气驱动来移动直升机旋翼产生升力。这是涡轮轴发动机。
在喷气发动机的尾部,喷射速度很快,温度也很高。建议你远离发动机的尾喷口,否则不会像上图那样把脸吹变形那么简单。好了,我们知道了飞机的升力是如何产生的,也知道了飞机的动力源。下一次,让我们学习飞行员如何在空中运动中控制飞机。
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