为什么飞机要在地上跑一段才能飞?这下终于明白了!

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首先我们来了解一下飞机起飞的关键——机翼的构造。机翼一般分为左右两个翼面,对称地布置在机身两边。驾驶员操纵这些部分可以改变机翼的形状,控制机翼升力或阻力的分布,以达到增加升力或改变飞机姿态的目的。机翼的剖面又叫做翼型,一般翼型的前端圆钝、后端尖锐,上表面拱起、下表面较平。当气流迎面流过机翼时打开

根据物理学中的牛顿第一定律,重达上百吨的飞机要想要能飞在空中,势必要有一个向上的大小同样为上百吨的作用力施加在飞机上,这样才能保证飞机在空中不掉下来,而这个力就是飞机升力。那这股强大的升力是如何产生的呢?升力当然是靠飞机的一对机翼产生的,机翼之所以能够产生升力,主要原因还是要靠和空气的相对运动,这里边牵涉到流体力学的伯努利原理,说起来有些深奥,用最简单的方式去理解就是,由于机翼界面呈现不规则形状导致流过机翼上下表面的速度不同,并且在机翼上下表面产生了压力差,空气对下表面压力大于上表面的压力,这样机翼上下表面所受到的向上的合力就是机翼的升力

飞机的加速是个缓慢的过程。为了使飞机达到足够的速度,需要通过发动机给飞机加速。而加速的过程是缓慢的,毕竟飞机是一个庞然大物,即便有的发动机一台的推力就可以达到四十、五十吨,但是推动一台几百吨重的飞机往前移动,加速度依旧是很慢,所以需要一段很长的跑道逐渐加速,直到速度达到之后才可以起飞。当然,有的固定翼飞机不需要跑道。刚刚说了,发动机是把飞机往前推,通过飞机与空气的相对运动获得向上的推力的。但是为什么飞机不可以直接把飞机往上推呢?这就对了,因为确实是有发动机直接把飞机往上推的,比如说美国鼎鼎大名的F-35战斗机,这就是一架不需要跑道的垂直起降飞机。这架飞机可以通过改变发动机喷口的方向,让发动机的推力垂直向上,从而获得向上的升力(当然,还有一部分推力来自于飞机发动机驱动的风扇)

起初,飞机停止在跑道末端,此时机翼和空气相对运动速度几乎为0(忽略风速),那么此时机翼的升力也基本为0,飞机的重力完全等于地面对飞机的支持力。当机长打开油门,飞机开始加速向前,机翼和空气产生了相对运动,那么在这个过程中机翼所受到的升力也由0开始迅速增加,但机翼受到的升力还小于飞机自身的重力,因此这个过程在飞机仍在跑道上,此时飞机的重力=升力+地面的支持力,并且升力越来越大,地面的支持力越来越小。飞机继续加速,速度越来越快,机翼的升力越来越大,直到某一时刻,升力飞机自身重力的时候,这时候地面的支持力为0,飞机开始脱离地面加速上升。

飞机升空是通过作用在上下机翼上的大气压力差来实现的。当气流与机翼相遇,由于机翼泪滴状的特殊形状,上机翼表面的流速总是要大于下机翼表面的流速,根据伯努利原理,流速越快,压强越小,为了让上下机翼的压力差不断扩大,让飞机能够升空,只有提高飞机的速度。因此,飞机从静止状态想要被大气压抬升,只有加速跑一段才能获得升力。飞机在机场跑起来时,空气向飞机后方流动,根据气流的连续性原理可得:机翼上侧的空气流动得比下侧的空气快,而根据伯努利定理可得:机翼上侧的空气压力要小于下侧,这就使飞机产生了一个向上的浮力。当飞机速度越来越快,相后的空气流动的速度也变快,这使浮力不断增大,直到大于飞机重力,产生足以支持飞机起飞的升力飞机就可以起飞了。返回搜狐,查看更多

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