1.滑翔机中的物理知识
滑翔机是一种重于空气、但不主要依靠发动机在空中飞行的固定翼飞行器,一般利用绞盘车或飞机牵引升空。
滑翔员驾驶滑翔机在空中寻找上升气流,靠盘气流获得高度翱翔于空中,滑翔运动具有很强的竞技性,是我国开展较早的正式运动项目之一,设有一年一度的全国锦标赛。这项运动在世界各国广泛开展,技术水平不断越向新高。
截至2002年底,滑翔机最长留空时间为57小时,升空高度为14938米,直线飞行距离达1460公里以上。 拖拽图片没有找到,建议楼主去搜索法国影片《虎口脱险》,临近结尾处有汽车拖拽滑翔机起飞的镜头。
一、悬挂式滑翔机的原理,是利用从山坡上俯冲,靠空气的升力使滑翔机起飞。靠左右手的控制改变方向。
二、但一般说滑翔机不是指上面的那种,而是外形像飞机的滑翔机。滑翔机升空必须以升力克服重力,以推力克服空气阻力才能飞行。
滑翔机产生升力是藉著机翼截面拱起的形状,当空气流经机翼时,上方的空气分子因在同一时间内要走的距离较长,所以比下方的空气分子流动的快,造成在机翼上方的气压会较下方低。如此,下方较高的气压就将飞机支撑著,而能浮在空气中。
这就是所谓的伯努利(十八世纪荷兰出生,后来移居瑞士的数学与科学家)原理。 根据伯努利原理,滑翔机速度愈快,所产生的气压差(也就是升力)就会愈大,升力大过重於重力,飞机就会向上窜升。
滑翔机没有引擎的动力,它可以靠四种方式升空:(1)弹射器— 将滑翔机架设在弹力绳并向后拉,由驾驶员给予讯号后释放绳索而弹射出去。(2)汽车拖曳— 将滑翔机系绳於车上拖曳达适当高度后,驾驶员将绳索松开。
(3)绞车拖曳— 与汽车拖曳相似,只是利用固定在地上以马达驱动的绞车来拉滑翔机。(4)飞机拖曳— 以另一部有动力的飞机拖至一定的高度后,滑翔机脱离而自由翱翔。
滑翔机升空后,除非碰到上升气流,否则空气阻力会逐渐减缓飞机的速度,升力就会愈来愈小,重力大於升力,飞机就会愈飞愈低,最后降落至地面。为了让滑翔机能飞得又远又久,它必需有很高的升力阻力比,这就是为什麽滑翔机的机翼那麽细长,如何突破滞空时间以及飞行高度的纪录是滑翔机设计与制造的最大挑战。
滑翔是一种需要高度技巧与飞行知识,藉著自然能量遨游天空的运动。 升降舵是用驾驶杆操控的。
当驾驶杆向后扳,升降舵上摆,机头朝上;驾驶杆向前推时,升降舵下摆,机头朝下。 方向舵是利用脚踏板来控制的。
飞行员踩下左脚踏板时,方向舵向左摆,机头左转;踩下右脚踏板,方向舵向右摆,机头就右转。仅仅操纵方向舵只能改变滑翔机的位置,不能使滑翔机转弯。
滑翔机有很强的直线飞行惯性(牛顿第一定律),转动方向舵会引起侧向滑行,就像开快车急弯时的感觉一样,急弯路面通常会倾斜以防止车子打滑侧行,但是滑翔机在空中是自由的,要使滑翔机转弯而不侧滑,必须同时操纵副翼(使用驾驶杆)与垂直舵(使用脚踏板)。英文叫做bank,倾斜转弯。
举例:滑翔机用绞盘车起飞一般要选择在飞机场进行,在滑翔机正前方1000米的地方放置有一架绞盘车(电动绞盘,类似于水井打水用的辘轳),一条钢缆绳的两端分别固定在绞盘车和滑翔机上,当滑翔机要起飞时,合闸通电,使绞盘车快速旋转,缆绳被卷起来,并越来越短,带动滑翔机在地上飞驰。当滑翔机达到一定的速度后,具备了升空的条件,固定机翼本身是上凸下平的流线型,在高速下由于这种机翼的上面压力低,下面压力高,产生升力,滑翔机开始上升;为了使上升加快,驾驶员同时把操纵杆向怀里轻轻拉动(术语称拉杆或抱杆),使活动机翼上翘,机头很快抬起,飞向天空。
当滑翔机飞到绞盘车的上方时,大约500米左右,要立即把挂在机头上的缆绳甩掉(术语称脱钩),滑翔机就可以自由地飞翔了,但总的是下降的趋势(碰到上升气流的机会较少),所以要掌握好飞行路线,准确着陆,这就要靠经验和驾驶水平了。 http://www.me.ntu.edu.tw/~ifplab/airplane/fly/fly5.htm。
2.航空物理学常识:飞行中起作用的力有哪些
飞行归因于作用在飞机上的几个力。
第一个是飞机的重量,即将飞机拉向地面的重力。第二个是引擎产生的推力,它通过空气推动飞机,飞机向前运动引起空气在机翼上方运动,反过来又产生可抵销重力的升力。
最后一个作用在飞机上的是阻力,它是与飞行相反方向产生的力。多个力可同时从不同方向作用于同一架飞机上,单个的力称作分力,多个力作用总的效果称为净力或合力。
推力 产生推力是飞机引擎工作的基本目的。这个力使飞机能够克服惯性(阻止物体改变运动状态趋势的性质)。
推力使飞机向前运动,然后使机翼产生升力。飞机的推力/重量比是飞机的普通度量标准,即飞机的最大推力与飞机的总重量之比。
推力/重量比大于1表示飞机可以克服重力。推力/重量比大于1:1表明飞机可以克服地球引力,而竖直向上飞行的F—15E双涡轮喷气引擎(PW—200型引擎)每个可产生23450磅的推力。
引擎产生的推力驱动飞机向前运动,使得空气在机翼上下表面运动,从而产生压力,将机翼向上推。推力也可改变飞机的速度。
上升 当机翼在空气中运动,并将空气上下一分为二时,飞机就会升起来。一半空气流过机翼上部,另一半空气从机翼下部通过。
流过机翼附近的空气在碰撞点被一分为二(见下图),并分别从机翼上下外表面流过。机翼上表面的弯曲度比较大,因此机翼上表面比下表面长(参见图),流过机翼上表面的空气的表面面积要比流过下表面的面积大。
从机翼上部流过的空气行程长,因此它的流动速度比从机翼下部流过的气流要快。机翼上表面上的较快的气流对机翼上部的压力要比下表面上的气流对机翼下表面的压力要小,这样就产生了压力差,即机翼上表面与下表面之间的压力不平衡,这个压力将机翼向上报,使得飞机上升。
攻角 机翼产生的升力大小随机翼碰撞空气的角度变化而变化,这个角称为攻角(AoA角),不要将攻角与空间方位角或机头与水平的倾角相混淆。F15战机的攻角以单位数度量,而空间方位角以度数度量。
攻角大小不是一成不变,而随具体情况变化而变化。有时攻角保持14个单位,可使飞机的巡航范围最大,在转弯时主要关注能量的节省,16—22个单位有是最佳的。
加速时最好选择8—10个单位攻角。如果攻角太大,座舱中音频声音会响起来,警告你失速即将发生。
观察平视显示器左侧指示航速正下方的符号和数字来检查攻角大小,它是以单位表示的飞机的攻角。“主平视显示器中的符号”。
阻力 阻力是阻止飞机沿飞行方向运动的力。任何一个物体在流体(空气也是一种流体)中运动都会要产生摩擦力。
在飞机向前运动,空气对机翼摩擦时,以及空气推向飞机表面引起压力积聚时,都会产生阻力。产生的阻力是升力向后的分力。
机翼产生的升力越大,阻力也就越大。在飞机的速度达到1马赫时,声波阻力也会产生。
机翼前部产生的压力比后部大,这样就产生了向后的阻力。寄生阻力包括风力和各种非升力引起的阻力。
不管碰到哪些阻力,飞机的综合飞行特性决定于升力系数和阻力系数叠加。不同的攻角产生不同的升力和阻力。
每一架飞机都有一个理想的攻角、推力和阻力组合,在不同航速下,产生的阻力种类也不同。航速 飞机在大气中飞行时,空气从飞机表面上流过,气流将产生压力。
在较高的高空上,空气比较稀薄,从飞机表面上流过的空气较少。通过测量气流的压力,F—15上的皮托管与计算机连机可计算航速。
由于大气的密度不同,计算出的在某一高度上以不变推力和攻角飞行的飞机的航速同另一架以相同椎力和攻角在不同高度上飞行的飞机航速有差别。因此,飞机有指示航速(根据当前空气密度和高度计算出的视航速)和实际航速(根据空气密度和高度变化修正的航速)。
例如,假设你在一架实际航速为350节在5000英尺高度上飞行的飞机中,第二架飞机以同样的实际航速在30000英尺高度上飞行。由于第二架飞机在更高的高度上(空气比较稀薄)飞行,两架飞机上的皮托管测出的指示航速不同。
上面那架飞机测出的指示航速比下面那架飞机要小。如果你和另一个飞行员都想同时到达某一个地方,你们二人需要一个与高度无关而能够比较的读数,这个修正过的读数就是实际航速。
通过实际航速的比较,你和另一个飞行员可计算出,一架飞机飞行是否比另一架快。尽管指示航速不同,如果实际航速相同,那么你们可以同时到达目的地。
攻角和航速 虽然推力是决定航速的动力,但攻角对航速影响也很大。如果你想在某一标高上飞行,重要的要记住,通过调节油门来改变攻角,使飞机飞行高度固定。
低速时(即起飞或降落时),攻角对航速影响最明显。通常先用飞行摇杆选择攻角,再调节油门,一直到飞起来(在游戏中,当前指示航速以指示航速节(KIAS)或以节为单位的指示航速显示在平视显示器中,以及飞行状态指示页面的多用途显示器中)。
高度 飞机升空后,飞机到达某一高度。象表示航速一样,高度也有几种表示方法。
指示高度(气压表测出的高度)和雷达高度是游戏中最重要的两种高度度量方法。在前上方控制器中,你可让雷达高度显示或不显示。
气压计高度给出了海拔高度(ASL)。雷达高度指示。
3.飞机起飞主要是运用了物理学的什么原理
机翼的侧剖面是一个上缘向上拱起,下缘基本平直的形状。所以气流吹过机翼上下表面而且要同时从机翼前端到达后端,从上缘经过的气流速度就要比下缘的快(因为上缘弧度大,弧长较长,就是说距离较远)。
按照物理学的伯努利方程:同样是流过某个表面的流体,速度快的对这个表面产生的压强要小。因此就得出机翼上表面大气压强比下表面的要小的结论,这样子就产生了升力,升力达到一定程度飞机就可以离地而起。
有个公式不知道你有没有见过:L=Cl*1/2*ρ*V*V*S。
它的意义是:飞机升力是一下五个量的乘积:
1.升力系数Cl (那个C表示系数,l是角码,我没有字符编辑工具打不出来),它的值和飞机的迎风角度等许多精细的变量有关,一般在零点几,详细的记不大情了:(
2.二分之一 就是0.5
3.大气密度ρ (飞机所在环境,可以是高空也可以是低空)
4.飞机相对于周围大气速度的平方 V*V (没有角码打不出来只能这么表示)
5.机翼面积 S
这个公式只适用于速度相对慢的飞行,就像常见的大小型客机飞行,其他飞行器(只要有机翼)速度不超过一马赫时基本都可以用,但是象战机那种两三马赫的大速度飞行就不行了,速度太大的话机翼表面的空气会变得有黏性,要考虑到雷诺数,那时候就另有一个公式了,很复杂,我也不懂。:)
我是在民航企业单位工作的,所以答案应该还是比较正确的吧。希望能帮到你。:)