飞机为什么能飞起来是什么原理?飞机为什么不会掉下来[动画演示]
【千问解读】
古代,人们常常幻想自己可以像鸟儿一样飞起来,如今,坐在飞机上往返于城际之间已经成为了日常,我们在感叹科技发展的同时,不禁好奇:飞机为什么能飞起来?得到的答案会是:因为飞机有机翼,那么,为什么机翼能让飞机飞起来呢?是什么让飞机不会掉下来呢?下面就来说说飞机飞起来的原理并通过动画来做一下演示。
飞机的定义
如果我问你,什么是飞机?你会给出怎样的答案呢,飞机的定义是:指具有一具或多具发动机的动力装置产生前进的推力或拉力,由机身的固定机翼产生升力,在大气层内飞行的重于空气的航空器,按照其使用的发动机类型又可被分为喷气飞机和螺旋桨飞机。
按此定义,靠旋转翼产生升力的直升机不是飞机。
飞机、直升机还有导弹等能在空中飞的物体叫飞行器。
飞机为什么能飞起来?
飞机为什么能飞起来呢?飞机飞行与风筝飞行是一个道理,只不过不用你拉着跑了,其向前的动力由发动机提供,它相对于空气的速度越大,角度越大,其竖直方向的分力也越大,也就是升力越大,当然,角度越大,其水平方向的分力也越大,空气阻力也就越大,要达到相同的水平速度,对发动机的功率要求也就越大。
相反,角度越小,其竖直方向的分力越小,升力也越小,要想达到相同的升力,速度要求就越高。
这就需要飞机的角度取值在一个合理的最佳范围内。
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。
飞机之所以能飞起来,归根结底来自机翼提供的升力,固定翼飞机如此,旋转翼飞机也是一样的道理。
至于升力的产生原理,这个就牵涉到大学里的一门比较难懂的课程《流体力学》中的一个知识——伯努利原理。
伯努利原理的实质是流体的机械能守恒,或者用公式来表达就是流体的动能、重力势能与压力势能之和为常数。
用这个原理我们可以推论出流体流速非常快时,压强就会变得很小;相反的,流速慢时,压强相对较大。
用这条推论就可以解释为什么飞机机翼会产生升力。
飞机静止的时候,流过机翼表面的速度为0,此时飞机的升力也为0。
当飞行员启动飞机发动机,飞机开始向前运动,机翼切割空气产生相对气流,此时机翼开始产生升力,并且升力随着飞机滑跑速度的增大而快速增大。
直到某一时刻,飞机的升力等于飞机自身的重力的时候,飞行员拉杆使飞机抬头,飞机便可以上天了。
当飞机飞行时,机翼在空气中运动,将前方的空气分割成上下两层,上表面气流通道窄,气流速度快,压力变小。
下表面气流通道较宽,气流速度较慢,相对压力较大,于是产生升力。
所以,飞机只有在飞行的时候,机翼才可以产生升力。
图解飞机飞起来的原理
大多数飞机由五个主要部分组成:机翼、机身、尾翼、起落装置和动力装置。
飞机的飞行要解决两个问题:一是上升;二是前进。
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,即流体(包括气流和水流)的流速越大,其压强越小;流速越小,其压强越大。
还有,升力和迎角等都有很大关系。
气流流过的压力差产生了升力
飞机运动的三轴简化:俯仰、滚转、偏航。
滚转是副翼控制▼
俯仰运动靠升降舵控制▼
偏航运动靠方向舵控制▼
直升机是如何保持平衡的?
(1)直升飞机的大螺旋桨旋转产生升力平衡重力。
直升飞机的桨叶大概有2—3米长,一般有5叶组成。
普通飞机是靠翅膀产生升力起飞的,而直升飞机是靠螺旋桨转动,拨动空气产生升力的。
直升飞机起飞时,螺旋桨越转越快,产生的升力也越来越大,当升力比飞机的重量还大时,飞机就起飞了。
在飞行中飞行员调节高度时,就只要通过改变大螺旋桨旋转的速度就可以了。
(2)直升飞机的横向稳定。
因为直升飞机如果只有大螺旋桨旋,那么根据动量守衡,机身就也会旋转,因此直升飞机就必须要一个能够阻止机身旋转的装置。
而飞机尾部侧面的小型螺旋桨就是起到这个作用,飞机的左转、右转或保持稳定航向都是靠它来完成的。
同时为了不使尾桨碰到旋翼,就必须把直升飞机的机身加长,所以,直升飞机有一个像蜻蜓式的长尾巴。
决定飞机升力大小的因素
不难想象,大飞机重量大,要想飞上天,所需升力自然就要比小飞机所需升力大。
飞机升力的大小又跟哪些因素有关系呢?
飞机升力的大小还跟以下几个因素有关:飞机的机翼面积、空气密度、飞行速度以及飞行迎角。
机翼面积越大,升力越大。
其实,前文在解释升力形成时提到的压力差,本质上是压强差,压强与面积的乘积才是压力的大小。
这样自然机翼面积越大,飞机升力就越大。
空气密度和飞行速度是决定飞行条件动压的两个条件。
空气密度越大,则空气给予飞机的升力也越大,这很容易理解。
飞行速度越大,那么由伯努利原理给出的压强差就越大,升力也就越大。
飞行迎角可以理解为飞机机体的方向与气流方向的夹角。
在飞机起飞的过程中,我们能看到飞机抬头,这就是飞机的迎角了。
通常来说,在一定范围内,飞机迎角越大,升力就越大;但是迎角达到一定程度后,升力就会突然下降,这就是飞机的失速。
失速是非常危险的,倘若不及时减小迎角,就会因为失速失去升力而急剧坠落,以致发生飞行事故。
历史上有多次飞机失事都源自失速。
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在北宋晚期,、等人专权,政治十分腐败。
但是在辽国,也几乎出现了同样的状况。
因此金国方面渡海来到北宋,和北宋签订了“”,约定了从南北两线夹击辽国的军事协议。
北宋方面以为可以轻而易举地击败辽国,因此出兵燕京。
不料在燕京城下,被刚刚从和金国作战前线撤退下来的辽国军队击败。
最后金国从居庸关出兵,一举攻占了燕京。
根据海上之盟的约定,在击败辽国后,将归北宋所有。
但是在灭辽的战争中,北宋方面实在乏善可陈,因此金国拒绝把燕云十六州归还。
此时在金国人的眼中,北宋的羸弱和腐败,已经暴露无遗。
最终金国和北宋经过协商,金国归还燕云十六州,但是北宋方面需要将原先赐给辽国的岁币转赐给金国。
1123年7月,一位名叫张觉的原辽国将领,在投降金国后,又带着金平州来投奔北宋,被北宋接纳。
金国得知此事后,就遣使对北宋进行责问,为何私纳金国叛将。
迫于压力,北宋不得不处斩了张觉,但金国对此依然不肯罢休。
恰好此时,原先一直主张亲宋的完颜阿古打去世,他的弟弟完颜晟继位,是为金太宗。
金太宗是一位军事野心家,他一直主张吞并北宋,因此他以张觉事件为借口,兵分两路,开始了对北宋的战争,并在靖康二年攻克了北宋的首都开封。
因此,靖康之耻的原因可以分为两个方面,即政策性失误和军事性失误,而张觉事件成为了金国入侵北宋的借口,也成为了靖康之耻的导火索。
靖康之耻是哪一年 靖康之变是中国历史上的奇耻大辱,北宋不计其数的皇室成员和平民女子,被金国掳掠至北方,甚至连北宋的太上皇和也被金军俘虏。
两位皇帝最终都不能返回,客死他乡。
这场导致北宋灭亡的靖康之耻是哪一年呢? 准确地来说,靖康之耻爆发于公元1126年底,从金国军队攻克开封起,中间见过多次谈判,直到1127年4月金国军队从开封撤军为止,前后长达近半年的时间。
早在公元1126年初,金国已经对物产丰富的中原,在经过了宋军和辽国之间的战争后,宋军的弊端已经都被金国看在眼里。
因此,金国便找了一个借口,向北宋宣战。
金国第一次进攻开封的战争并不顺利,他们兵分两路,其中有一路被阻挡在山西太原一带,并没能参加合围开封的作战。
而另一支军队由于孤军深入,也在开封城下被宋军击退。
经过短时间的整顿后,金国再次向北宋发动进攻,到1126年12月中旬,金国两路大军已经对北宋的首都开封形成了合围之势。
怯弱的北宋政府为了避免亡国之灾,答应了金国方面提出的天价战争赔款。
为了支付大笔赔款,北宋政府在开封城里掘地三尺,同时用开封城里的女子用作抵偿。
但是狼子野心的金国人并没有因此满足,他们掳掠了宋徽宗、宋钦宗两位皇帝和大量皇室女子后,才撤兵北返,这些被金国掳掠的女子,在金国受尽屈辱,同时身为北宋皇族的帝姬、嫔妃都没能幸免。
靖康之耻的女人下场 在靖康之耻中,无数北宋宫廷女人和平面女子被迫迁往金国,遭到了非人的蹂躏,帝姬贵妃的遭遇,甚至还不如娼妓,是中国历史上最耻辱的女俘。
靖康之耻的女人下场大致可以分为两种,其一是在途中病死,这部分占全部女俘的半数以上。
剩下的,经过,终于到达金国,但等待她们的,却是为奴为娼的生活。
靖康二年四月,金国大军攻克了北宋首都汴梁,的女被拿来当作战争的赔款。
这段历史,成为了军民最不愿被提及往事,也成为了他们拼死抵抗金军南下的动力。
为了减少负面影响,因此南宋时期对这段历史都讳莫如深,但是从民间的一些史书中,还是可以发现一些端倪。
由于无法偿清金国的战争赔款,北宋朝廷采取用女人抵押的政策。
首先被遣送到金军大营的,是蔡京等人的家眷。
由于宋徽宗的女儿福金帝姬已经嫁入蔡家,因此她也在遣送之列。
刚刚进了金营的时候,福金帝姬害怕得要死,但这并不能拯救她的命运,还是被金国的皇子斡离不玷污了,成为了靖康之耻中第一个被蹂躏的宋朝公主。
其中,在汴梁城中搜寻来的女子,依然无法满足金国人的要求,因此从北宋皇室的女性成员中挑选,最终选定了嫔妃83人,王妃24人,帝姬(公主)22人,另有皇室近亲女子成员不计其数。
这些人被送入金军营中的那一刻开始,就被金国人逼迫着更换舞衣,为金国将领作乐所用。
刚开始的时候,有些人不愿被金国人侮辱,当即被斩杀。
他们,以此来告诫其他北宋女性皇族。
其中宋钦宗的朱皇后不甘为金人所辱,选择了自杀。
靖康之耻的女人下场还远不至此,在迁往北方的途中,她们依然受到了非人的对待,很多人伤痛加身,死在途中。
但是在途中死去的女人,还算是幸运的,因为她们不用活着到达金国,被送入洗衣院,成为娼妓。
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清朝帝王为什么并不常穿“龙袍”?
也成为了今日影视剧里取之不尽用之不竭的宝藏。
网络配图 在很多清朝戏剧中,叙述的故事影射曲解了历史的史实,而使观众误解了真相。
很多人都认为的龙袍必定会有龙,既然是黄袍加身,那也必定就是明黄色的,除了睡觉之外,什么时候都要穿着龙袍,以示自己的天命之身。
其实,皇帝并不是什么时候都穿着一身明黄色的龙袍,龙袍也并不是什么场合都适合穿的。
在清宫内,每逢有喜庆节日的时候,皇帝便要身穿龙袍,参加这些宴会场合。
而当皇帝视察灾情,体察民生疾苦或者出巡打猎的时候,按照服制,要穿行服。
在皇帝所参加的一些隆重场合,比如祭祀典礼、大婚典礼、万寿圣节、殿廷朝会、重大军礼、接见国外来宾使节、召见少数民族首领等的时候,皇帝虽然所穿的袍子上也有龙,但并不是龙袍,而是朝袍,或者说穿的是朝服。
网络配图 朝服是皇帝所穿的主要礼服。
那它和龙袍有什么区别呢?龙袍和朝服的区别在于龙袍没有披领而朝袍有披领,披领就像是披肩一样的大领子;龙袍为衣裳相连的四开裙袍,而朝服则是上衣和下裳并不相连的裙式袍子。
在皇帝衣服的设计上,清朝的统治者融合了,满汉两族的特点。
帝王所穿的是传统的长袍宽袖的礼服,而的皇帝朝服保留了具有少数民族特色的披领和马蹄袖,而上衣下裳也是我国服饰的普遍特点。
根据《大清会典》所记载,皇帝所穿的朝服,根据所参加的场合不同,朝服的颜色也是不一样。
朝服分为了明黄、蓝、红、月白的四种颜色。
皇帝会根据自己的活动安排和时间来选择不同样式和颜色的朝服,比如皇帝在朝会的时候就会身穿明黄色的朝服;在天坛祭天祈雨要身穿蓝色的朝服;在日坛朝日的时候要身穿红色的朝服;在乐坛夕月的时候又要身穿白色的朝服。
网络配图 如此可见,我们普通百姓的各种衣服穿戴,到了皇室那里就有了更加严格的制度和政治意义,就连身为的皇帝本人也要严格执行呢。
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