现代喷气式飞机起飞时和降落时机头扬起,有两个目的,一是防止有意外情况发生时飞机重新复飞;二是保持一定的速度,维持抬升力,让后起落架先着地,减轻对跑道的压力,减轻对起落架的冲击。
辽宁号舰载机起飞
飞机是在发动机巨大的推力和机翼的升力共同作用下,使飞机能抬头飞起来的。
根据流体的连续性和伯努利定理可知,相对前方的空气来说,流经上翼面的气流受挤,流速加快,压强小,甚至形成吸力(负压力),而流过下翼面的气流流速慢而压强大。于是上下翼面就形成了压力差。在这个压力差的作用下,飞机被举起来,这就是流体动力学原理。
航母起飞栈桥
按力的合成法则,飞机向上的升力与喷气式发动机向后推力的反作用力,合成为飞机向前向上的动力。进而靠这个合力使飞机向上向斜上方飞行。当竖直方向(飞机重力与升力)二力平衡时(合力为零),飞机既不上升也不下降。当水平方向(飞机推力与阻力)二力平衡时(合力为零),飞机在水平方向既不加速也不减速,做匀速直线运动。这样,我们称为飞机的巡航飞行。
飞机巡航时竖直、水平方向合力为零
这就是飞机为什么起飞和降落时,机头要翘起来飞行的奥秘所在。
现在人类已发明了矢量发动机,即喷气式发动机可改变喷气方向,实现飞机在水平速度为零时的垂直起飞和垂直降落。
飞机垂直起飞、降落
现在人类已有许多航天器飞到其它星球上。为了实现软着陆,都在着陆前,在离着陆面很近时,用矢量发动机调整姿态,并向地面喷出高速气流,使航天器缓慢着陆,以防止因硬着陆的撞击而损坏航天气。
我国嫦娥四号在月球背面软着陆
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