飞机是怎么飞起来的

金奕新

　　当我们乘飞机去外地出差或旅行时，我们登上飞机后，空姐让大家系好安全带，作好飞行准备，飞机就开始慢慢地滑行到起机线上，然后，发动机开始轰鸣，飞机在跑道上加速滑跑，随着轮子与地面摩擦的隆隆声的消失，飞机猛一抬机头，呼啸着冲向兰天，一瞬间便穿过云层，遨游在既定的航线上了。
　　一架满载乘客重达几十吨的飞机，为什么能在空气中飞行，而不掉落下来呢？要解开这个秘密，得从飞机的翅膀说起。
　　鸟类都是靠两只翅膀飞行的，飞机也是，但鸟类在飞行中不停的上下拍打着空气，飞机却不，它的机翼是固定的，就像大鹏张开它的巨翅，能自由地在天空中翱翔一样。
　　我们仔细地观察一下飞机机翼和和鸟类翅膀的断面，不难发现，两者形状十分相似，上面是凸起的，下面则比较平坦，正是这一特殊的几何形状，使飞机能产生升力。
　　那么，升力又是如何产生的呢？先让我们作一个简单的试验。
　　取两张纸分别由左右手的姆指和食指示器拿着，自然平行垂于胸前，两纸相距8-10厘米，然后你用嘴向下吹气，你就会发现，两张纸会自动往一起靠拢，你吹得劲儿越大，靠得越拢。这是为什么呢？原来在流体力学上有一条定律，叫伯努里定律：“流体在连续流动的稳定气流中，流速越大的地方，它产生的动压越大，静压越小；而流速越小的地方，产生的动压越小，而静压则越大。而动静压与动压之和是一常数”。上述试验就证明了这条定理。纸的内侧因吹气流速增加，作用在表面的静压变小，便被外面的气压压在一起了。所以当飞机以一定的速度在空中飞行时，流过机翼上表面的速度比下表面的速度快，使上下产生了压力差，这个压力差，与飞机的速度的平方成正比，还与空气的密度成正比，而产生的升力，则与机翼面积成正比。在上下压力差一定的条件下，机翼面积越大，升力自然越大；此外，升力的大小还与升力系数有关，所谓升力系数，是把不同机翼的断面形状，{通称为翼型}通过风洞试验测定出来的。不同形状的翼型，升力系数是不一样的，同一种翼型，如果气流方向不同，升力系数也会产生娈化。从机翼前缘到后缘作一条假想直线，它与前方吹来的气流就会形成一个角度，我们把它称为冲角。翼型试验时，以零度冲角为基准，冲角增大，流过翼面的上下压力差增大，升力系数也会加大，但是，如果冲角过大，气流流过机翼上表面时，在后部产生了涡流，不但阻力系数猛增，升力系数就反而降低了，这个角度我们称作临界冲角。如果冲角再加大的话，就可能使飞机“失速”，是十分危险的。低速飞机宜采用高一点的升力系数的翼型，而高速飞机则应选用升力系数低一点的翼型。因此，每一种飞机飞行时的最低速度是不一样的，如果某一种飞机在飞行中低于最低速度，它就在临界冲角时也产生不了维持飞机重量的升力，飞机就要往下掉，这一速度，我们称为临界速度。
　　现在该明白了吧！这就是飞机要在跑道上先急速滑跑，增加速度使其超过临界速度后，才能拉起升空的原因。
　　那么飞机又是靠什么取得速度的呢？早先的飞机前面装有一个或数个螺旋桨，每一个螺旋桨都由一台发动机驱动，螺旋桨转动起来后，就会产生一定的拉力，拉着飞机前进，使飞机加速。螺旋桨产生拉力的原理，与机翼产生升力的道理完全一样，因为螺旋桨每片桨叶的断面是和机翼一样的，它的凸面朝前，所以转动后产生的就是拉力了。况且桨叶自身又是可以转动的，螺距变大时，与机翼冲角增大一个道理，拉力也随之增大。同理，拉力的大小，除与空气密度、螺旋桨面积、拉力系数有关以外，也与转速即气流流过桨叶面的速度平方成正比。现代飞机大都不用螺旋桨了，而由发动机直接产生推力，推着飞机前进，产生速度，这种飞机就叫喷气式飞机。一般螺旋桨飞机以内燃机作引擎，功率从几百到几千马力，而喷气式飞机用喷气发动机作引擎，它能产生几千千克到上万千克克推力。我们知道：功率等于力与速度的乘积，只要换算一下，就可知道喷气发动机的功率不知要比内燃机大多少倍了。
　　下面，我们要讲的是飞机是如何操纵的。这就得先了解一下飞机的构成。
　　任何一架飞机，它都由以下几大部分构成：1、机身，包括驾驶舱；2、机翼，包括副翼、襟翼；3、发动机和整流罩，包括发动机舱、螺旋桨或尾喷管；4、起落架，包括起落架舱；5、尾翼，包括垂直尾翼和水平尾翼，而垂直尾翼由垂直安定面与方向舵构成；水平尾翼则由水平安定面与升降舵构成。
　　在驾驶舱内，有驾驶飞机的全套设备：包括操纵杆（盘）、脚蹬、发动机仪表、飞行仪表，雷达导航设备，收放起落架、襟翼的装置及位置显示器，各种报警装置，通讯设备等等。
　　下面让我们说一下飞机如何操纵的方法吧！
　　平飞：只要手握住操纵杆，置于中间位置，打开自动驾驶仪，在隐定气流中即可保持平飞姿态；这时飞机力的平衡情况是升力等于重力，拉{推}力等于阻力。
　　上升：加油门，往后带{拉}杆。此时，升降舵向上翘起，气流流过水平安定面后将升降舵往下压，使机头尾部有一个往下压的力，机头往上翘，形成一个上升角，也就是飞机纵轴线与水平面的角度，飞机即进入上升状态。
　　上升角越大，需要推力越大，飞机是靠巨大的推力使其上升的，上升时飞机的升力比平飞时要小。这是为什么呢？以下我们从力的平衡不难看出。
　　当飞机处于平飞状态时，升力需等于飞机重量，推力等于阻力，才能保持匀速运动，这两个条件同时得到满足，飞机才能保持平飞。当飞机进入上升状态时，飞机的重力便被分作两部分，用力的平行四边形画法不难表示出：上升角越大，分出来由升力来保持平衡的重力部分越小，而靠推力推上去的部分越大，这时飞机的推力要等于飞机阻力与重力的部分分力之向量和，所以只有巨大的推力，才能便飞机急速上升。这就是在上升时必须加油大门的原因。改为平飞时，动作相反。
　　下滑：收油门，向前推杆。此时升降舵向下，气流从水平安定面吹向升降舵将机尾抬起，机头向下，进入下滑状态，这时飞机产生一个下滑角。
　　下滑角的存在，与上升时相反，重力的一部分，与推力方向相同，所以要减小油门，升力也比平飞时小，只要和重力的一部分相等，即可保持平衡。乘客可明显感受到，飞机在下滑时，发动机的声音明显降低了，有时甚至像关了发动机似的，实际上是在怠速情况下工作。
　　上升、下滑操纵杆的动作，只是在改变飞行姿态时动一下，要立即恢复原状才行，不然动作过度，是要发生危险的。这与驾驶汽车一样。
　　转弯和盘旋：飞机的转弯和盘旋动作是比较复杂的，因为飞机在盘旋时，需要有一个向心力，才能便飞机产生曲线运动。这个向心力从何而来呢？不妨看一下鸟类的盘旋情况吧！鸟儿在盘旋时是靠倾斜和尾巴的配合下，取得向心力的，飞机也一样，所以要想盘旋，必须使飞机倾斜，并要有方舵的配合，才能有向心力。机翼后部有一对副翼，左边朝上翘，右边就向下翻，上下角度相等，方向相反。试想一下，如果副翼向上翘的一边，气流流过机翼受到了一个向下压的力，而另一边向下翻便受到一个向上抬的力，飞机不就倾斜了么？但是光是倾斜还产生不了向心力的，要同时使飞机以其纵轴线为中心，偏转一个角度才行。也就是说，要靠转动方向舵来完成。如果操纵方向舵转向左面，气流流过垂直安定面时将机尾向右推，机头不就向左转了吗？
　　操纵方法是：往左压操纵杆的同时，左脚向前蹬左舵，右脚退后，飞机即可向左转弯，此时手脚动作要同步，动作幅度不能过大，用力不能过猛，要柔和才行。
　　转弯和盘旋时，力的平衡情况如何呢？飞机倾斜转弯时，升力可分作两部分，一部分必须等于重力，另一部分要和向心力相等，飞机才能转弯，很明显，转弯时飞机须要的升力特大，要等于重力与向心力之向量和。而推力只要与阻力平衡即可。为了在转弯和盘旋时能有足够的升力，要稍微带点杆以加大冲角，还得加点油门来平衡因冲角加大后产生的阻力，而以上所有动作，必须同时完成，不能有提前或滞后。
　　转弯和盘旋时的手脚动作，要保持到改出为止。这里还应说明的是：转弯的半径较小，所以倾斜坡度大，方向舵活动也要多一点，而盘旋半径要大得多，只要稍压一点坡度和蹬一点舵就够了。加油门和带杆亦然。
　　若向右转弯和盘旋，压杆与蹬舵动作与上述全部相反。
　　在转弯和盘旋时，一定要使飞行轨迹保持在一个平面上，不能让其产生侧滑现象，以免发生意外。
　　关于起落架、襟翼的有关问题，要在起飞和着陆时才能讲到，此次容不赘述。