飞机能够飞上天空的原理主要基于 空气动力学和 伯努利定理。以下是详细的解释:
空气动力学原理
飞机是比空气重的飞行器,因此需要消耗自身动力来获得升力。
升力的来源是飞行中空气对机翼的作用。机翼的上下两侧形状不同,上侧凸起,下侧平坦。当飞机滑行时,机翼在空气中移动,从相对运动来看,等于是空气沿机翼流动。由于机翼上下侧的形状不同,在同样的时间内,机翼上侧的空气比下侧的空气流过了较多的路程(曲线长于直线),也即机翼上侧的空气流动得比下侧的空气快。
伯努利定理
根据伯努利定理,流体的流速越大,其压强越小;流速越小,其压强越大。
当飞机滑行到一定速度时,机翼上侧的空气流速快,压强小;下侧的空气流速慢,压强大,从而产生了一个向上的升力。当这个升力达到足以使飞机飞起来的力量时,飞机就上了天。
机翼形状的作用
飞机的机翼横截面一般前端圆钝、后端尖锐,上表面拱起、下表面较平。当等质量空气同时通过机翼上表面和下表面时,会在机翼上下方形成不同流速。空气通过机翼上表面时流速大,压强较小;通过下表面时流速较小,压强大,因而此时飞机会有一个向上的合力,即向上的升力。
发动机和螺旋桨的作用
飞机的前进靠的是发动机的动力带动螺旋桨旋转产生的向前牵引力或是喷气产生的向前推力。
上升是根据伯努利原理,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,从而产生了向上的升力。
综上所述,飞机能够飞上天空是因为机翼的形状和空气动力学原理共同作用,使得机翼在空气中运动时产生足够的升力来克服飞机的重量,同时发动机和螺旋桨提供向前的推进力,使飞机能够在空中飞行。