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飞机为什么能在天上飞? 2025年12月16日

许多人都非常好奇,飞机为什么能在天上飞?今天我们来科普一下这方面的知识。飞机起飞必须要有足够的速度,这种速度由发动机产生的推力提供。飞机在天空中飞行时,发动机一刻也不能停止运转。发动机一停,飞行速度立刻下降,导致升力下降,飞机也将坠落,因此发动机就相当于飞机的“心脏”。

飞机需要有一个强有力的“心脏”才能保证产生足够的推力,但是发动机的重量又不能太重。因为如果发动机重量很大,由它产生的推力不仅不能把飞机送上天,甚至连自身的重量都抵消不掉,更不用说把人和其他货物也送入天空了。

19世纪末,世界上造出了很多种类的发动机,如蒸汽机、内燃机等。制造飞机的先行者美国人莱特兄弟选择了以燃烧汽油为动力的活塞式发动机,这在当时是重量最轻的发动机了。当时莱特兄弟使用的发动机功率很小,仅为12马力,重量只有70公斤。

升力是飞机飞行的核心,其形成主要基于以下两个物理原理:一是‌伯努利原理与机翼形状‌:机翼通常设计为上表面弯曲、下表面较平的流线型。当飞机前进时,空气流经机翼,上表面气流因路径长、流速快而压强降低,下表面气流流速慢、压强大,从而形成向上的压力差,即升力。但需注意,传统伯努利原理的解释存在局限性,实际升力还受其他因素影响。‌‌

二是‌牛顿第三定律与攻角作用‌:机翼与气流方向形成的攻角,即倾斜角度,会使空气向下偏转,根据作用力与反作用力,空气对机翼产生向上的反作用力,这也是升力的重要来源。尤其在低速或高攻角状态下,牛顿定律的作用更为显著。

此外,还有其他因素的影响,如‌控制面调节、‌环境因素‌等等。‌控制面调节,襟翼、副翼等可改变机翼形状和攻角,调整升力大小以适应不同飞行阶段。‌‌‌环境因素方面,空气密度、温度等会影响升力计算,但飞机设计已考虑标准大气条件下的性能。‌‌

所以,飞机飞行是空气动力学原理、工程设计与动力系统共同作用的结果,需升力、推力、重力与阻力达到动态平衡。‌‌

飞机在天上飞是靠与空气的相对运动产生升力来支撑的,这跟汽车在地面上行驶受到路面的坚实支撑是大不一样的。升力的大小主要是由飞机运动的速度和迎角决定的。如果想使飞机上升,首先必须加大推力提高速度,然后操纵驾驶杆抬起机头、机翼的迎角随之增大,升力进一步增加,飞机就能够向上爬升。

正像一辆爬坡的汽车,即使增加了马力,汽车在重力作用下,速度仍会减慢,此时如果动力不足坡度又太大,汽车就会停下甚至倒溜下来。飞机在爬升时也要加大油门增加推力,但爬升坡度也要适度。如果坡度太大,即使飞机仰着头,一旦动力不足,它就会往下降落,这种情况就比较危险。

飞机准备降落时,驾驶员向前推动驾驶杆,机头逐渐朝下,与此同时,降低飞行速度,飞机才能平稳下滑,直至飞机机轮接触地面,完成一个飞行航程。