飞机那么重,到底是靠什么飞上天的?

悦食书


关于飞机(这里指的是固定翼飞机)如何飞上天的问题,可以对飞机做个简单的受力分析。

由于地心引力的存在,任何物体都会受到向下的重力。如果物体想要飞上天,就必须要有一个向上的力来对抗重力。既然飞机能够飞上天,那它势必有一个向上的升力,而这个力的产生与它那巨大的翅膀有关。

飞机引擎运转并非直接产生向上的升力,而是向前的推力。这个力可以推动飞机前进,当空气横向流过机翼上下方时,由于机翼的外形很特别,它能使上表面的空气流速比下表面更快。

根据伯努利原理,机翼上表面的气压就会低于下表面,这就会产生一个向上的升力,只要它足够大,就能使飞机飞上天。关于伯努利原理可以通过一个十分简单的实验来演示,翻开一本书,把其中相连的两页竖起来,并在中间留个空隙,然后往空隙中吹气,两张纸就会因为压力差而合并在一起。

由于飞机的引擎运转依赖于空气中的氧气,飞机的升力也是来自于空气,所以飞机只能在有空气的地方飞行,而无法在诸如太空或者月球等真空环境中飞行。在真空或者没有氧气的环境中飞行,只能依赖于自身携带氧化剂的火箭发动机。


火星一号


对于大部分固定翼飞机来说,是靠飞机的翅膀再加上向前的动力。

鸟类能够飞起来,靠的是拍打翅膀、把周围的空气往下扑,从而获得一个向上的反作用力——这就是牛顿第三定律的内容(上面这张动图就是鸟类怎么扑打翅膀的)。但是飞机却没有办法作到拍打翅膀,那飞机是如何飞上天的呢?

很简单,靠的是四个字,相对速度。在发动机的推动作用下,飞机受到一个向前的力,然后迫使飞机机翼与空气之间发生作用,从而产生一个向上的力。

机翼上的升力产生的原因,说起来简单,实际上很复杂。

气流流过机翼的时候,对机翼产生一个向上的力,这其中又两方面的原因,一方面是因为飞机翼型的原因,下面这张图就展示了这个原理。空气在机翼前分叉,一部分从机翼上面流过,一部分从机翼下面流过,上面流过的气流速度快、下面流过的气流速度慢,根据伯努利原理,气流速度慢压力高、速度快压力低,所以会产生一个向上的升力。

上面这个过程很重要,但是不是机翼产生升力的唯一原因,因为最简单的道理就是:飞机倒过来也能够飞。所以除了上面的这个原理,飞机产生升力还有其他原因。

另一方面,我们可以把空气和机翼之间的相互作用看作是一个气流连续不断拍打机翼的过程,这个时候气流拍中机翼下方然后被迫转向,这个过程也给了机翼一个向上的升力——原理就好像是打水漂一样(如下图所示)。

所以说,飞机是在“机翼形状”和“打水漂”两种原理的共同作用下获得足够大的升力才能够飞上天的。


SilentTurbine


你好,长安小师爷为您回答这个问题,飞机为什么会飞上天,肯定不会是因为飞机自身采用大量铝合金的材料的关系,不然一块铁板也能上天了。以人类目前的科技水平,几百吨重的固定翼飞行器都能顺利升空,但它们依靠的不仅仅是任何机械装置所必须具备的动力装置,发动机,还要具备很强的气动性能才行。

我们也都知道,飞机以如今的样式出现,还要感谢鸟类才行,正因为借鉴了鸟类的整体布局,才有了人类一飞冲天的梦想实现。但也有朋友说了,如果有足够的动力,就是一根棍子也能飞上天,这倒有些天下武功,唯快不破的道理在里面,但要说明的是,动力的输出的大小是以是否相配所设计的装置来定义的,不然就丧失了它的初衷,本身飞机因为气动设计的优异表现,动力可能只需要1,但却因此需要10的输出,先不说考虑飞机载人要预留空间,那么这样的动力要做多大合适还是个未知数。

所以题主问到的这个问题,笔者的回答是动力加上良好的气动布局,以此来使得飞机能够飞上蓝天,题主还在问题里加了一个前提,就是飞机如此重,这更说明以飞机现有的总体布局而言,更加优异改善的气动能力,加之先进发动机配合后赋予飞机强大的飞行能力表现。


长安小师爷


飞机由动力装置(发动机)产生前进的推力或拉力,机身的机翼产生升力。1903年12月17日自从莱特兄弟成功将重于空气的航空器在受控前提下持续飞行,飞机在115年的发展历程中已经成为20世纪人类所取得最重大的科学技术成就之一,他也是“地球村”形成的必备条件。

图、只要机翼上方气压稍微比下方气压低,飞机就会因反作用力而起飞

大自然中空气的力量惊人,代表空气的气压每时每刻都在变化中,我们平时都察觉不到而已。然而当气压比周围低约2%~3%时,就会出现破坏力惊人的台风。气压大约在10吨/平米,当机翼处于静止状态时,空气会平均分散在机翼各位置,但如果机翼开始向前移动时,分散在机翼的空气便会分散,从而形成强大的压力差。

当机翼向前移动时,静止的空气便会吹向机翼后下方。对于移动空气的力量,会产生反作用力,反作用力会转化成压力覆盖在机翼表面位置,在这些压力中,所有向上加压的力被称为“升力”。升力的大小和机翼面积成正比,假设机翼上方和下方的压力变化在5%,在地面上时,机翼上方的压力在9.5吨/平米,下方的压力在10吨/平米,这会产生500千克/平米向上的力,当机翼面积达到500平米时,升力就会达到250吨!

飞机为了维持飞行,必须产生大于阻力的力,强大的发动必不可少。俗话说,只要动力足,板砖也能上天。现代大型客机搭载的涡扇式喷气发动机,就是从前方吸入大量的空气,并向后方喷射产生推力。


航空之家


万吨巨轮为什么能在海上漂浮?是因为浮力。金属制成的飞机为什么能在天上飞?不是因为空气那点浮力啦,是因为空气动力学产生的升力。当升力大于飞机重量时,上百吨重的飞机就腾空而起了。

说到飞机升力的来源,这个问题就十分复杂了,到现在科学家们仍在研究探索之中。

飞机的升力很大一部分来自于机翼。飞机巨大的翅膀呈流线型纺锤体。当飞机以高速在空气中穿行时,翅膀将空气切割成上下两部分,一部分从机翼上表面流过,一部分从机翼下表面流过。因为机翼上表面凸起,所以气流速度变快,而下面气流速度较慢,由此产生压强差。这个压强差产生向上的升力,托起飞机,这就是伯努利原理。

但伯努利原理只是飞机升力中的一部分。还有一部分是因为飞机迎角。飞机的翼弦线与飞机前进方向的夹角就是迎角。就好像风筝在空中飞行,需要保持一定的倾斜角一样,飞机迎角也是产生升力的重要组成部分。当迎角小于临界角度,迎角越大,升力越大,但是大于临界角度之后,迎角越大升力反而减小。

除此之外,机身也会对升力产生影响。比如像b2轰炸机的飞翼结构,机身与翅膀融合为一体,成飞翼式结构,可以产生巨大的升力。

正是在多方面升力的综合作用下,飞机才象鸟儿一样,腾空而起,轻盈的飞在空中。


和风漫谈


这个问题很容易解释清楚的,我觉得,对一般的吃瓜群众根本没必要去向他解释啥空气动力学和伯努利定理,解释了也是白费劲。😊

咱建议你做一个人人都做得到的实验吧。

拿一张纸,从高处让它自由落体,它一定是慢悠悠的飘下去的。好,再把这张纸揉成纸团让它自由落体,这时它一定是很快的坠落下去。虽然重量没变,但空气对两者的影响是截然不同的,也就是说,空气(风)能把纸片“吹”起来。同理,飞机虽然很重,但它有翅膀(机翼),就好比摊开了的那张纸,只要有足够大的风,就能把飞机“吹起来”。

那这“风”从何而来呢?风是由发动机的推力产生的,只要飞机的机翼设计成合适的形状或与相对的风形成一定的仰角,这张大“纸”就能飞起来。风筝就是这样迎着自然风飞上天的,同样的道理,发动机推着飞机向前运动,获得的相对风力恐怕比最大的飓风还要大得多,何愁它飞(吹)不起来呢!

所以,发动机是飞机的心脏,一旦它停止工作,飞机就失去了赖以“漂浮”的风,结果就像断了线的风筝,坠地无疑。

咱,一个所谓的“摄影问答达人”,曾经的航空工作者,不知这么解释是否清楚了😊

不得不感叹,飞机是人类最伟大的发明之一!

想看更多的飞机,请移步至我头条号去年十一月的武汉航展的文章和视频,谢谢!






飞机、风筝,何其相似乃尔😳


远方的视像


算是民航界的人,进来答一波。

美国的尼米兹级核动力航母,满载排水量超过十万吨,为什么没有沉下去?你会说:啊,是因为水的浮力,阿基米德原理说了浮力为排开的水的重量。水有浮力,空气就没有浮力了?还是因为空气是透明的被你忽略了,二者同为实实在在存在的介质,只是密度不同,同样体积的水重于同样体积的空气,那我排开了空气,也是应该有浮力的吧。


有些学科如流体力学、空气动力学....都是很难得学科,平时也用不上。平时用吸管吸杯里得果汁为什么能吸上来呢?是因为你把嘴里得空气吸到肺里,嘴里压强变小了。压强有多大,我们平时接触的大气压能撑起10米高的水柱,哪怕你嘴巴真空度不是那么高,假设只有半米高水柱的压强差也可以确保你能将杯里的果汁被外部气压挤到你嘴里了。

知道了压强差的作用,先来看看机翼横切面,下面为简化图:



机翼上面空气流动快,你可以认为空气“积聚”就少,密度小,压强就小,机翼下面刚好相反。下面的压强大于上面的压强再作用在一个面积(比如机翼)上,就产生了一个压力(升力)当这个升力足够大就可以托起飞机了。我发现有很多人对机翼有个误解,认为机翼面积都很小,实际上不是的,而且飞机燃油大部分都在机翼里面,机翼其实“既大又厚”。当然实际中还有襟翼、副翼、尾翼帮着对空气产生向下或者向上的力。

机翼产生升力的同时,也会产生与飞机前进方向相反的阻力,这时候就要靠飞机发动机(航空发动机)了。航空发动机被称为“工业皇冠上的明珠”,你只需要知道很难很难做好就是了(至今卡我国脖子),另一个你需要知道的是航空发动机很有力气。如果航空发动机力气足够大,大到可以把飞机垂直的托起来,就像我们把铅球举起来一样,飞机是不是很容易就能上天了?

最后,飞机看上去那么大,内部基本都是空的。现在的飞机也基本不是铁做的,各种航空美铝合金、碳纤维、钛合金,又轻又结实。

总结一下就是气动好(简单理解为浮力好),动力好,自身轻,凭啥飞不起来。


天照黑烟


只要推力足,板砖也能飞上天,穿破大气层,脱离太阳系,再夸张一点,只要动力足,珠穆朗玛峰都能给你驮走。

不过飞机的推力比不上火箭发动机,所以,除了靠飞机的发动机之外,还要靠机翼提供向上的升力即托举力。

依据的原理就是伯努利原理,空气流速大的地方,压强就小,空气流速慢的地方,压强就大一点。也很好做小实验来验证它,找来一块面纸竖直放,在一个侧面平行于面纸吹气,那么面纸就会向着吹气的那一侧靠近。

而机翼的原理,托举力的产生正是来源于此,如下图所示:

所以,飞机在发动机推力与机翼提供的升力综合之下,只要飞机速度达到了,驾驶员向上提握把,飞机就可以离地飞行了。

但飞机不能在空气密度很低的大气层内飞行,因为,毕竟飞机能飞起来,还得靠着空气呢。不像那些火箭,它们自身携带着液氧,推力足够大,根本不需要空气,而且,没有空气对于火箭来说更好,因为少了空气阻力。

就像我前面说的那样,只要推力足,板砖也能飞出太阳系。


一枚游戏科幻迷


主要靠两个力支撑飞机的飞行,一、机翼提供的升力(依据流体力学原理,物体表面气流流速越大,其所受压强越小),机翼横截面呈上部弯曲的流体状,下部相对平直,在风动线形中可以看到,上部流速密度大于下部,从而使机翼得到升力(流速差越大,升力越大);二、飞机克服重力的向上矢量推力使飞机得到滞空能力(如导弹几乎都是由发动机来提供矢量推力飞行)。






太极寄畅


飞机两翼端尖处向上凸起,使得上端流速快,压强小,而下端相反,压强大,所以飞机获得向上的升力。本题主要知识点是流速越大,压强越小。类似问题,如,两艘船不能并排前行。等地铁时不能越过黄线。本人见解,如有差误,请您谅解,并在评论中赐教。


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