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飛行一直是人類的夢想,從萊特兄弟完成第一部動力飛機的飛行創舉後,航空科技日新月異。從古老的輕型機到一架幾百噸重的民航客機或是一架比老鷹還靈活的戰鬥機,人類在飛行上的成就是一件神乎其技的科技。

來談談一些簡單的飛行原理及民航機裝置,飛機起飛時總共有四力在影響,阻力、重力、升力、推力,飛機要能往前往空中飛就是升力大於重力,推力大於阻力這四力平衡所致。

 

 阻力(Drag)

只要是物體前進時一定會有空氣作用在物體形狀上的阻力,不管開車或跑步都會有一定的阻力。如果與前進方向接觸的截面積越大,空氣阻力相對也會越大,另外還有摩擦阻力(因流體有黏滯力)和誘導阻力(翼端產生的下降力)

重力(Weight)

物體本身的重量所產生的地心引力。

升力(Lift) 

是飛機能升空的關鍵,以前教科書說的白努力原理(機翼上下方因流速不同產生壓力差)導致升力後來已經被推翻,如無法解釋飛機能倒飛。能產生升力就要談到邊界層理論,簡單來說空氣經過機翼時因流體的速度不連續性而導致旋渦發生,攻角(空氣流向與機翼的角度)越大時,升力係數越高升力越強,但超過一定攻角時無法產生升力就會失速,當然其中有很複雜的計算。

推力(Thrust) 

就是飛機引擎將空氣向後推時所產生的反作用力使飛機前進。

 

 

 

 2009-7-17_19-58-24-731.BMP

    

再來談飛機操控基本的物件,機翼、尾翼、升降舵、方向舵,和副翼。基本上飛機就像一根槓桿,機翼附近位置是重心所在。 當機體要朝上就是靠水平尾翼上的升降舵,機體要轉彎的時候是靠方向舵及副翼協調配合,當然只靠其中一個也是可以、不過轉彎反應速度較慢較難操控。

 

 升降舵(elevator)

是在水平尾翼跟機體水平的操縱面,負責的是機體抬升(pitch)的角度。

方向舵(rudder)

是在垂直尾翼跟機體垂直的操縱面,負責的是機體的偏航(yaw)角度。

副翼(aileron)

是在機翼上的裝置,原理同下文要談的擾流板,負責的是機體的傾斜滾轉(rotate)

  

 2009-7-17_19-55-33-850.jpg

  

 

襟翼(Flaps)

坐飛機時如果是坐在機翼尾端的附近應該可以看到起飛或降落時機翼後端又伸長出一段小機翼,襟翼主要目的就是增加機翼的面積以獲取較大的升力,相對的也會增加空氣阻力減慢速度。因此襟翼的使用時機是在起飛時可以使用較短跑道距離就升空。在降落時可以利用Flaps循序漸進減速,且在較慢的速度下獲得較大的升力進入跑道以利降落煞停,當然此時是靠引擎加大馬力維持速度。

起落架(landing gear)

飛機的腳,起飛和降落時起落架必須承受整個機體的重量,因此相當的重要。當然起落架有一定的速度限制,超速降落或是起飛都有可能使起落架折斷損毀發生重大意外。

擾流板(spoiler)

(也稱speed brake)在飛機降落時會用到,坐在機翼旁會看到飛機降落後機翼上會翹起一排板子,這是為了擾亂機翼上的空氣流動以破壞升力產生,使機體重量可以傳遞到起落架的輪胎上以利煞車。跟賽車的擾流板一樣,當車速過高時破壞氣流使尾部下壓力增大。當然房車上額外加裝的大多都是裝飾品,幾乎沒有擾亂氣流的效果。而副翼也是靠擾流板的效果造成兩邊機翼升力的不平衡來達成滾轉的目的,即為一邊機翼擾流另一邊不擾流,副翼是由擾流板和翼端附近的小翼組合而成。

引擎(Engine)

是人造動力的來源,我們不可能期待有超過時速300公里/小時穩定的自然風來幫助飛機起飛。因此引擎就是用來造成機體前進時的增加更多的風速通過機翼產生升力,原理很簡單。但是降落時引擎動力就變成煞車的阻礙,我們也不能將引擎關掉,你還得靠引擎滑進停機坪。因此當降落時引擎通常都會開啟反轉(Revers)消除前進的力量,也就是坐飛機時降落後1,2秒內會聽到轟~~持續數秒鐘的引擎反轉聲。如果是噴射飛機的話因為從後向噴射轉為徑向噴射的原因所以機艙內我們聽到的聲音會特別大,螺旋槳飛機則是改變扇葉角度造成氣流往前達到煞車的目的。

 

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Posted by Daniel at 痞客邦 PIXNET 留言(2) 引用(0) 人氣()


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  • 對飛行有興趣的人
  • 寫的不錯
  • 阿拉拉
  • 在Engine的部分提到的飛機在降落時引擎開啟反轉消除前進力量
    這句話是錯的
    Engine並不是利用反轉減速
    而是利用Thrust reversal 我們俗稱推力逆向器
    一般大型噴射客機使用的是發動機外罩開啟
    使引擎的向後推力 變成反向堆力
    讓飛機減速 當減到一定的速度時關閉
    防止FOD
  • 多謝更正

    Daniel replied in 2014/03/18 08:05

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