飞机

飞机，是指具有机翼和一台或多台发动机，靠自身动力能在大气中飞行的重于空气的航空器。飞机是20世纪初最重大的发明之一，公认由美国人莱特兄弟发明。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。飞机的机翼做成的形状就可以使通过它机翼下方的流速低于上方的流速，从而产生了机翼上、下方的压强差（即下方的压强大于上方的压强），因此就有了一个升力，这个压强差（或者说是升力的大小）与飞机的前进速度有关。当飞机前进的速度越大，这个压强差，即升力也就越大。所以飞机起飞时必须高速前行，这样就可以让飞机升上天空。当飞机需要下降时，它只要减小前行的速度，其升力自然会变小，小于飞机的重量，它就会下降着陆了。1819

1. 飞机的发明者为什么被认为是美国人莱特兄弟?

飞机的发明者被认为是美国人莱特兄弟，主要是因为他们在1903年12月17日成功试飞了世界上第一架载人动力飞机，这架飞机被叫做“飞行者—1号”。莱特兄弟的伟大发明改变了人类的交通、经济、生产和日常生活，同时也改变了军事史。他们的发明不仅实现了人类飞行的梦想，也为航空工业奠定了基础，他们的飞行控制系统和利用风洞研究气动性能的方法，至今仍被应用在所有的飞机上29303236。

2. 飞机的飞行原理是什么?

飞机的飞行原理主要基于空气动力学原理，特别是伯努利定理和连续性定理。飞机在空中飞行时，会产生作用于飞机的空气动力，飞机就是靠空气动力升空飞行的40。

飞机的升力产生主要源于气流流过的压力差，即流速越快，压力越小。当飞机运动的三轴简化，俯仰、滚转、偏航时，滚转是副翼控制的。副翼是指安装在机翼翼梢后缘外侧的一小块可动的翼面39。

此外，飞机的飞行原理还包括等时理论，即气流并不会同时到达机翼后缘，这也是飞机升力的原理之一42。

总的来说，飞机的飞行原理是一个复杂的过程，涉及到多个空气动力学原理和飞机结构的相互作用。

3. 飞机上升的伯努利原理是如何在飞行中应用的?

飞机上升的伯努利原理在飞行中的应用主要体现在机翼的设计和空气动力学原理的运用上。首先，飞机的机翼形状是流线型的，这种设计使得下部压强大于上部压强，从而产生压力差，这个压力差就是使飞机飞起来的升力47。

其次，伯努利原理的核心是流速高的地方压强小，流速低的地方压强大。当气流经过飞机机翼上下表面时，上表面路程要比下表面长，气流在上表面的流速要比在下表面流速快。根据伯努利定理，流速大的地方压强小，流速小的地方压强大，因此下表面的压强大于上表面的压强，由此产生压力差，这个压力差就是使飞机飞起来的升力49。

然而，需要注意的是，伯努利原理只适用于低速情况（0.2～0.3Mach 以下，空气近似不可压缩），此时可以认为伯努力定律主导了飞机产生升力的机理。随着Mach数升高，压缩性效应逐步凸显时，就不能将产生升力的机理归于伯努力定律了。在速度更高的情况下，空气的压缩性对升力有十分显著的贡献45。

总的来说，飞机上升的伯努利原理在飞行中的应用主要体现在机翼的设计和空气动力学原理的运用上，通过产生压力差，使飞机获得升力，从而实现飞行。

4. 飞机的机翼形状是如何影响升力的?

飞机的机翼形状对升力的影响主要体现在以下几个方面：

1. 机翼的上表面比下表面要凸起，这就造成了上表面的气流速度比下表面快，从而产生了压力差，形成了升力57。

2. 机翼的前缘和后缘的形状也会影响升力的大小，通常前缘比较圆滑，后缘比较尖锐，这样能够减小气流的湍流损失，提高升力的效率57。

3. 飞机机翼的攻角也会影响升力的大小。攻角是指机翼与气流的夹角，当攻角增大时，产生的升力也会增大。但是，当攻角过大时，会造成气流分离，导致升力减小，甚至失去升力57。

4. 气流的速度也是产生升力的重要因素。根据伯努利定律，气流速度越快，气压就越低，从而产生了升力。因此，飞机在起飞和飞行过程中，需要保持足够的速度，以确保机翼能够产生足够的升力，使飞机能够顺利地飞行57。

5. 机翼的形状也会影响升力系数C。升力系数C是升力与机翼面积和速度的比值，它是衡量机翼性能的重要参数。不同的机翼形状，其升力系数C也不同，从而影响升力的大小58。

总的来说，飞机的机翼形状对升力的影响是多方面的，包括机翼的凸起程度、前缘和后缘的形状、攻角、气流速度以及升力系数等。这些因素共同决定了飞机的升力大小，从而影响飞机的飞行性能。

5. 飞机起飞和降落时如何通过速度控制升力?

飞机起飞和降落时，主要通过控制飞机的速度来控制升力。飞机的升力公式为：Y＝C y ρV 2 S/2。其中，ρ代表空气密度，V代表飞行速度、S代表机翼面积，C y 是升力系数，与机翼的形状、剖面以及迎角等因素有关。可见飞机的飞行速度越大，机翼面积越大，升力系数越大，则所获得的升力就越大66。

在飞机起飞时，飞机必须与空气产生相对运动以产生升力，升力的大小取决于飞机与空气的相对速度，而不是飞机与地面的相对速度62。起飞时襟翼通常置于5°或第一档的位置，此时机翼升力稍微增加，襟翼阻力也不大，在缩短滑跑距离的同时能够让飞机在起飞时具有较大的加速度和爬升率64。

在飞机降落时，飞机主要通过重力、阻力和升力控制飞机下降。阻力是通过空气摩擦和机身/机翼的形状来产生的，阻力的大小受到飞机速度、重量和迎角等因素的影响67。降落时襟翼通常置于最大角度，以便在低速时保证飞机升力64。

现代大型飞机对于这个难题的经典解决方式是：在固定的机翼前、后缘增加活动翼面，通过控制增大机翼的面积和弯度，来提高在飞机起降阶段时的升力系数，这种活动翼面术语称之为增升装置。高升力系统就是操纵飞机增升装置而形成的一套系统68。