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自莱特兄弟飞行成功以来,天空没有发生改变,而飞机却发生了日新月异的变化。拆解复杂的飞机构造,阅读浅显易懂的图例,有关飞行原理的问题本书都将一一解答。
本书让复杂的理论清晰简明,跟随本书慢慢思考、精进思维,理解基础的飞行原理,掌握正确思维的方法和规律,实现有效率地学习。
汽车与马路、飞机与空气之间的四种力
如果空气不产生任何作用力,就无法支撑飞机飞上天空
汽车之所以能够停在马路上,是因为作用于汽车的重力(也就是汽车压在马路上的力),与马路反作用于汽车的力(也就是支持力)相互平衡。当汽车以一定速度在马路上行驶时,汽车发动机产生的、使汽车前进的推力与马路摩擦力、空气阻力等阻碍汽车前进的逆向阻力相互平衡。
如上所述,汽车上一共有四种力发挥作用,它们分别是重力、马路对汽车重力的反作用力、向前的推力以及阻力。与汽车相同,飞机之所以能够飞起来也是由于上述四种作用力之间取得平衡。然而,不同于马路的是,如果我们不对空气做功,那么空气自身是无法支撑飞机飞上天空的。为了克服重力,就需要从空气中获取使飞机上升的力。而发挥这一作用的装置,就是飞机的机翼。
飞机机翼所产生的力叫作升力,而为了获得升力,飞机必须不断向前飞行。也就是说,飞机不仅是为了移动,也是为了获得升力而不断向前飞行。飞机向前飞行,机翼在空气中前进,空气反作用于机翼,由此产生了升力。
飞机发动机所产生的推动飞机前行的力叫作推力,空气阻碍飞机前行的力叫作阻力。与汽车相同,飞机在相同高度以一定速度飞行时,重力和升力,推力和阻力,大小相同,达到平衡。升阻比(升力与阻力的比值)是检验飞机性能的一个重要指标。升力为250 t(吨),阻力为14 t 时,升阻比约为18。这意味着,只需要相当于飞机重量1/18 的力就可以使飞机保持飞行状态。
第1章 飞机为什么能飞?
力的关系
汽车与马路、飞机与空气之间的四种力 2
一起来探索空气中的力(1) 4
一起来探索空气中的力(2) 6
机翼产生的升力是什么? 8
用公式表示升力 10
飞机受到空气作用的力——动压 12
“前进的力”是如何产生的? 14
烟花大会 16
第2章 喷气式发动机为什么能产生巨大的推力?
发动机
让气球飞出去的空气作用力的大小 18
增大推力的两种方法 20
涡轮风扇发动机成为主流的原因 22
探索涡轮风扇发动机的内部 24
风扇的巨大作用 26
空气从进入压气机到排出的过程 28
发动机起动准备 30
发动机起动(1) 32
发动机起动(2) 34
发动机产生的四种力 36
控制发动机功率的操纵杆 38
发动机功率开到最大会出现什么问题? 40
让安全驾驶成为可能的燃油控制装置 42
起飞时产生多大的力? 44
用推力计算公式计算起飞推力 46
大量燃油存放在何处? 48
探索燃油流向发动机的途径 50
从平流层看到的极光 52
第3章 飞机如何在空中自由飞行?
关于机翼
自由飞行所需的各种机翼 54
为什么襟翼必不可少? 56
仅凭主翼,飞机无法平稳飞行 58
使飞机自由飞行的三个舵和三种方向 60
辅助机翼(副翼)的重要作用 62
方向舵的两大重要作用 64
飞机在空中改变方向时力的平衡 66
飞机上升时力的平衡 68
飞机下降时力的平衡 70
飞行中可驱动的动力来自哪里? 72
速度
对飞行员来说重要的速度是什么? 74
空速与地速的区别 76
为什么飞机的飞行速度和声音的速度有关? 78
马赫的奇妙世界 80
临界马赫数与抖振现象 82
高度与位置
测量飞行高度的装置 84
必须调整气压高度表 86
姿态与方向
了解飞机实时姿态的装置 88
对确定飞机姿态来说十分方便的特性 90
为什么能够识别方向? 92
能够识别飞机姿态和航向的惯性导航(1) 94
能够识别飞机姿态和航向的惯性导航(2) 96
确定飞行实时位置的方法 98
什么是自动驾驶? 100
发动机控制
什么是飞行管理系统(FMS)? 102
为什么发动机需要仪表? 104
发动机仪表还能够测算推力 106
发动机转速如何计数? 108
如何测量发动机的温度? 110
为什么要测量发动机消耗的燃油流量? 112
从起飞到着陆
飞行准备(1) 114
飞行准备(2) 116
终于迎来发动机起动! 118
终于起飞 120
起飞速度在实践中如何运用? 122
开始下降并着陆 123