飞机为什么能起飞

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飞机

有动力装置和固定机翼的重于空气的航空器。动力装置用于产生推（拉）力或动力升力，机翼用于在大气中运动时产生升力。也有人把气球、飞艇以外的航空器泛称为飞机。

分类

按用途分为军用飞机和民用飞机。军用飞机包括：战斗机、强击机、轰炸机、战斗轰炸机、反潜机、侦察机、预警机、电子对抗飞机、空中加油机、军用运输机、军用教练机等。民用飞机包括：运输机（客机、客货机、货机）、体育运动飞机、公务飞机、农业飞机、试验研究机和其他专门用途飞机等。

飞机还可按组成部件的外形、数目和相对位置进行分类。按机翼的数目，可分为单翼机、双翼机和多翼机。按机翼相对于机身的位置，可分为下单翼、中单翼和上单翼飞机。按机翼平面形状，可分为平直翼飞机、后掠翼飞机、 前掠翼飞机和三角翼飞机。按水平尾翼的位置和有无水平尾翼，可分为正常布局飞机（水平尾翼在机翼之后）、鸭式飞机（前机身装有小翼面）和无尾飞机（没有水平尾翼）；正常布局飞机有单垂尾、双垂尾、多垂尾和V型尾翼等型式。按推进装置的类型，可分为螺旋桨飞机和喷气式飞机；按发动机的类型，可分为活塞式飞机、涡轮螺旋桨式飞机和喷气式飞机；按发动机的数目，可分为单发飞机、双发飞机和多发飞机。按起落装置的型式，可分为陆上飞机、水上飞机和水陆两用飞机。还可按飞机的飞行性能进行分类：按飞机的飞行速度，可分为亚音速飞机、超音速飞机和高超音速飞机。按飞机的航程，可分为近程飞机、中程飞机和远程飞机。

组成

飞机的主要组成部分有机体、起落装置、动力装置、飞行控制系统、机载设备，以及其它系统。作战飞机还有机载武器系统。

机体包括机翼、机身和尾翼。

机翼的功用是在大气中运动时产生升力，还装有副翼和扰流片；没有尾翼的飞机，机翼上装有纵向操纵装置（升降副翼），此外，机翼上还装有增升装置。

机身用于安置人员，装载设备、货物、武器、动力装置和燃料等。机翼、尾翼都固定在机身上，有的飞机的起落架支柱也固定在机身上。

尾翼分为水平尾翼和垂直尾翼。水平尾翼一般由水平安定面和升降舵组成，垂直尾翼由垂直安定面和方向舵组成。有的飞机将水平尾翼做成一个整体，可以操纵偏转，称为全动平尾。有些飞机没有水平尾翼，在机翼前面装有水平小翼面，称为前翼或鸭翼。水平尾翼保证飞机的俯仰稳定性、操纵性和平衡。垂直尾翼保证飞机的方向稳定性和操纵性，并与机翼、副翼或扰流片或差动平尾共同保障飞机的横向稳定性和操纵性。

起落装置

用于保障飞机起飞、着陆、在地面（水面）上停放和滑行中支持飞机。它包括起落架、机翼增升装置、起飞加速装置和着陆减速装置，有的飞机还有拦阻钩等。

起落架在飞机飞行时一般可收起，一些老式飞机和低速飞机的起落架不能收起。起落架有轮式、浮筒、船身、滑橇等型式。

动力装置

航空发动机及保障发动机工作的各种装置和系统的总称。包括推进系统、起动系统、操纵系统、燃油系统、滑油系统以及发动机固定装置、推力方向控制系统和灭火设备等。

现代飞机最常用的发动机是燃气涡轮发动机，包括涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机和螺旋桨风扇发动机。活塞式发动机只用于轻型飞机，火箭发动机用于试验飞机和加速装置上。

飞行控制系统

用以传递操纵指令、驱动舵面和其他机构以控制飞行姿态，有主操纵系统和辅助操纵系统之分。前者用于操纵飞行轨迹，包括驾驶杆（盘）、脚蹬、方向舵、连接升降舵（或全动平尾）和副翼的传动装置以及其它专门装置。后者包括调整片、襟翼、 减速板、可调安定面和机翼变后掠角的操纵机构。按控制指令的来源不同，飞机飞行控制系统又可分为飞机人工飞行操纵系统和飞机自动飞行控制系统。

机载设备

包括驾驶导航仪表、发动机仪表、无线电通信设备、雷达、电气设备、环境控制和生命保障设备。军用飞机还装有电子对抗等特种设备。

作战飞机的武器系统包括武器和弹药、火力控制系统、武器装挂和发射装置等。

简史

1903年美国莱特兄弟设计制造的飞机进行了成功的飞行，这是世界上首次实现重于空气航空器的有动力、可操纵飞行。第一次世界大战中，飞机已用于作战，当时飞机的速度已达180～220千米/时，升限6000～7000米，航程400～450千米，轰炸机载弹量1000～2000千克。在第二次世界大战中，飞机的速度达到750千米/时，轰炸机载弹量可达10吨左右。

20世纪40年代中期以后，发动机由活塞式发展到喷气式，飞机的飞行性能显著提高。80年代飞机的升限已超过30000米，最大速度超过3倍音速，航程超过20000千米，最大载重量超过100吨。

发展趋势

进一步提高飞机速度（有的国家正考虑研制高超音速喷气式飞机）和超音速飞行性能，提高飞机的使用性能和安全性，改善维护保障性能和提高经济性（特别是降低全寿命费用）是未来的发展方向。跨大气层飞行器的研制也是一个值得注意的动向。

飞机的发明者莱特兄弟

1877年冬天，一场大雪降在美国的代顿地区，城郊的山冈上到处是白茫茫一片。一群孩子来到堆着厚厚白雪的山坡上，乘着自制的爬犁飞快地向下滑去。山坡上顿时响起阵阵笑声。

在他们旁边，有两个男孩静静地站着，眼睁睁地看着欢快的爬犁从上而下划过。大一点的男孩叹道：“嗨！要是我们也有一架爬犁该多好啊！”

另一个孩子撅着嘴说道：“谁叫我们爸爸总不在家呢！”他灵机一动，又接着说道：“哥哥，我们自己动手做吧！”被称做哥哥的男孩一听，顿时笑了起来，愉快地说道：

“对呀！我们自己也可以做。走，奥维尔，我们回去！”于是，两个孩子一蹦一跳地跑下山坡，向家里飞快地跑去。

这弟兄两个就是莱特兄弟，大的叫威尔伯，小的便是奥维尔。他们从小就喜欢摆弄一些玩意，经常在一起做各种各样的游戏。他们的爷爷是个制作车轮的工匠，屋里有各种各样的工具，弟兄两个把那里当作他们的乐园，经常跑去看爷爷干活。时间一长，他们就模仿着制作一些小玩具。因此，弟兄两个决定，这次要做架爬犁，拉到山坡上与同伴们比赛。当天晚上，弟兄俩就把这种想法告诉了妈妈。妈妈一听，非常高兴地说道：“好，咱们共同来做吧！”

于是，弟兄俩个跑到爷爷的工作房里，找到很多木条和工具，不假思索就干了起来。

“不行”妈妈阻止他们说，“干什么事情得有个计划，我们首先得画一个图样，然后才做！”

弟兄俩个明白了这个道理，就同妈妈一起设计图样。妈妈首先量了兄弟俩身体的尺寸，然后画出一个很矮的爬犁。“妈妈，别人家的爬犁很高，为啥你画的爬犁这么矮？这能行吗？”弟弟奥维尔不解他问。

“孩子，要想叫爬犁跑得快，就得制成矮矮的，这样可以减少风的阻力，速度也就会快多了。”妈妈温和地解释道。弟兄俩个这才明白，干任何事情都不应莽撞，应首先弄懂道理。

过了一天，莱特兄弟的矮爬犁做成了。弟兄俩把它推到小山冈上，刚放在山坡上，就跑来了一个男孩。

“快来看呀，莱特兄弟扛了一个怪物！”这个男孩大惊小怪地叫道。

不一会儿，孩子们都围了上来，指手划脚地议论着这个怪模怪样的东西。莱特兄弟不以为然，勇敢地说道：“谁和我们比赛！”

先前跑过来的男孩连忙叫道：“我来！我来与他们比赛！”说完，就把自己爬犁拉了过来。

比赛结果，当然是莱特兄弟获胜，孩子们再也不嘲弄这个爬犁，反而围起来左瞧右看，似乎想从中找到什么。

莱特兄弟非常高兴，带着胜利的喜悦回家去了。

圣诞节到了，爸爸也从外地回来。圣诞节早晨，爸爸把礼物送给了他们，兄弟俩急不可耐地打开一看，是一个不知名的玩具，样子好怪好怪的。

爸爸告诉他们，这是飞螺旋，能在空中高高地飞去。“鸟才能飞呢！它怎么也会飞！”威尔伯有点怀疑。

爸爸笑了一笑，当场做了表演。只见他先把上面的橡皮筋扭好，一松手，它就发出呜呜的声音，向空中高高地飞去。兄弟这才相信，除了鸟、蝴蝶之外，人工制造的东西，也可以飞上天。于是，弟兄俩便把它拆开了，想从中探索一下，它为何能飞上天去。

从这以后，在他们的幼小心灵里，就萌发了将来一定制造出一种能飞上高高蓝天的东西。这个愿望一直影响着他们。1896年，莱特兄弟在报纸看到一条消息：德国的李林塔尔因驾驶滑翔机失事身亡。这个消息对他们震动很大，弟兄俩决定研究空中飞行。

这时候，莱特兄弟开着一家自行车商店。他们一边干活挣钱，一边研究飞行的资料。三年后，他们掌握了大量有关航空方面的知识决定仿制一架滑翔机。

他们首先观察老鹰在空中飞行的动作，然后一张又一张地画下来，之后才着手设计滑翔机。1900年10月，莱特兄弟终于制成了他们第一架滑翔机，并把它带到离代顿很远的吉蒂霍克海边，这里十分偏僻，周围既没有树木也没有民房，而且这里风力很大，非常适宜放飞滑翔机。

兄弟俩用了一个星期的时间，把滑翔机装好，先把它系上绳索，像风筝那样放飞，结果成功了。然后由威尔伯坐上去进行试验，虽然飞了起来，但只有1米多高。

第二年，兄弟俩在上次制作的基础上，经过多次改进，又制成了一架滑翔机。这年秋天，他们又来到吉蒂霍克海边，一试验，飞行高度一下子达到180米之高。

弟兄俩非常高兴，但并不满足。他们想能否制造一种不用风力也能飞行的机器？

兄弟俩反复思考，把有关飞行的资料集中起来，反复研究，始终想不到用什么动力，把宠大的滑翔机和人运到空中。有一天，车行门前停了一辆汽车，司机向他们借一把工具用用。来修理一下汽车的发动机。弟兄俩灵机一动，能不能用汽车的发动机来推动飞行。

从这以后，弟兄俩围绕发动机动开了脑筋。他们首先测出滑翔机的最大运载能力是90公斤，于是，他们向工厂订制一个不超过90公斤的发动机。但当时最轻的发动机是190公斤，工厂无法制出这么轻的发动机。

后来，一名制造发动机的工程师知道了这件事情，答应帮助莱特兄弟。过了一段时间，这位工程师果然造出一部12马力、重量只有70公斤的汽油发动机。

弟兄俩非常高兴，很快便着手研究怎样利用发动机来推动滑翔机飞行。经过无数次的试验，他们终于把发动机安装在滑翔机上，不过是在滑翔机上安上螺旋桨，由发动机来推动螺旋桨旋转，带动滑翔机飞行。

1903年9月，莱特兄弟带着他们装有发动机的飞行再次来到吉蒂霍克海边试飞。虽然这次试飞失败了，但他们从中吸取了很多经验。过后不久，他们又连续试飞多次，不是因为螺旋桨的故障，就是发动机出了毛病，或是驾驶技术的问题。

莱特兄弟毫不气馁，仍然坚持试飞。就在这时，一位名叫兰莱的发明家，受美国政府的委托，制造了一架带有汽油发动机的飞机，在试飞中坠入大海。

莱特兄弟得知这个消息，便前去调查，并从兰莱的失败中吸取了教训，获得了很多经验，他们对飞机的每一部件作了严格的检查，制定了严格的操作规定，于1903年12月14日，又来到吉蒂霍克，进行试飞试验。

这天下午，兄弟俩先在地面上安置两根固定在木头上的铁轨，并有一定的斜度，好让飞机方便地滑行。接着，就把他们制造的飞机，放在铁轨上面。

最后是由谁先飞的问题，兄弟俩争执不下，只好用抛硬币的方法，由威尔伯先飞。

威尔伯上机后，伏卧在飞机正中，一会儿便发动飞机，发动机传出轰鸣的声音，螺旋桨也慢慢地转了起来。

飞机在斜坡上刚滑行3米，就挣脱了结在后面的铁丝，呼啸着升到空中。

“飞起来啦！”奥维尔兴奋地叫道。

话音未落，飞机突然减慢速度，很快掉落在地上。整个飞行时间不到4分钟。

奥维尔赶忙跑上前去。威伯尔已从堕落的飞机里跳了出来，兄弟俩赶紧观察飞机，飞机也未受损。

“是什么问题呢？”兄弟俩左思右想，逐一检查。发动机没毛病，螺旋桨转动很好，技术操作也完全正确。……“哥哥，我知道原因了！”奥维尔满面笑容地说道：“咱们是利用斜坡滑行的，距离只有3米飞机就起飞了。而这时螺旋桨的转动还没有达到高速，所以一会儿就栽了下来。”“对呀！”威尔伯点头称是，接着说道：“咱们不能利用斜坡滑行起飞，而要靠螺旋桨的力量飞上去。这样吧，把铁轨装在平整的地方再试验一下。”

他们连续工作了三天，把铁轨又重新安置在一片平坦的地面上。

1903年12月17日上午10点钟，天空低云密布，寒风刺骨。被兄弟俩邀来观看飞行的农民冻得直打寒颤，一再催促兄弟俩快点飞行。

这次由奥维尔试飞，只见他爬上飞机，伏卧在驾驶位上。一会儿，发动机开始轰鸣，螺旋桨也开始转动。

突然，飞机滑动起来，一下子升到3米多高，随即水平地向前飞去。

“飞起来啦！飞起来啦！”几个农民高兴地呼唤起来，并且随着威尔伯，在飞机后面追赶着。

飞机飞行了30米后，稳稳地着陆了。威尔伯冲上前去，激动地扑到刚从飞机里爬出来的弟弟身上，热泪盈眶地喊道：“我们成功了！我们成功了！”

45分钟后，威尔伯又飞了一次，飞行距离达到52米，又过了一段时间，奥维尔又一次飞行，这次飞行了59秒，距离达到255米。

这是人类历史上第一次驾驶飞机飞行成功，莱特兄弟把这个消息告诉报社，可报社不相信有这种事，拒不发布消息。莱特兄弟并不在乎。继续改进他们的飞机。不久，兄弟俩又制造出能乘坐两个人的飞机，并且，在空中飞了一个多小时。

消息传开后，人们奔走相告，美国政府非常重视，决定让莱特做一次试飞表演。

1908年9月10日这天，天气异常晴朗，飞机飞行的场地上围满了观看的人们。人家兴致勃勃，等待着莱特兄弟的飞行。

10点左右，弟弟奥维尔驾驶着他们的飞机，在一片欢呼声中，自由自在地飞向天空，两支长长的机翼从空中划过，恰似一只展翅飞翔的雄鹰。

人们再也抑制不住他们的激动心情，昂首天空，呼唤着莱特兄弟的名字，多少人的梦想终于变为现实。

飞机在76米的高度飞行了1小时14分，并且运载了一名勇敢的乘客。当它着陆之后，人们从四面八方围了起来。过后不久，莱特兄弟在政府的支持下，创办了一家飞行公司，同时开办了飞行学校，从这以后，飞机成了人们又一项先进的运输工具。

Answer 2

由于机翼具有弓形的截面，依据伯努利原理，气体在流经上表面时，所经过的路程长，速度大，气体压强小；流经下表面时，路程短，速度小，气体压强大，就有了压强差，并且压力的合力方向向上，升力就是这样获得的。当升力大于重力时，飞机就起飞了上升了。

Answer 3

机翼是凸形的，上方流动比下方快。这样，根据流体力学，空气对机翼的压强向上，于是当压力与重力相等的时候，飞机就飞起来了。

Answer 4

向前滑行时,空气对机翼上下两侧的力不同,总体来说受到向上的推力,所以能起飞,仔细分析的话,涉及到流体力学.

Answer 5

伯努利原理可以近似的解释,更详细的话需要用到更多的空气动力学知识,关于升力,是可以用公式计算的.需要用到边界层理论.现在可以用计算机软件很好的计算出飞机的气动布局.还有机翼的截面对飞机的气动布局很重要.有很多翼型,用的比较多的是NACA(NASA)翼型.