螺旋槳飛機(jī)不是靠螺旋槳飛上天的！

之前，“風(fēng)小扇”一直以為飛機(jī)飛行原理就是依靠伯努利定理。

伯努利定理：流體對(duì)周圍的物質(zhì)產(chǎn)生的壓力與流體的相對(duì)速度成反比。

最初認(rèn)識(shí)到伯努利定理，還是源于它好幾次將人類頭發(fā)卷進(jìn)風(fēng)扇的那段經(jīng)歷。后來(lái)它才知道，原來(lái)風(fēng)扇在吹風(fēng)時(shí)，由于氣流引起壓強(qiáng)變化，背后也會(huì)產(chǎn)生一定的吸引力。這個(gè)原理就是伯努利定理。就像在垂直放置的兩張紙中間吹口氣，兩張紙會(huì)貼在一塊；地鐵駛過(guò)車站，站臺(tái)邊上有會(huì)明顯被吸的力。

 

本以為螺旋槳飛機(jī)起飛也是靠這個(gè)簡(jiǎn)單的原理。螺旋槳旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致飛機(jī)上方氣流速度大于下方，所以上方氣壓低，下方氣壓高，進(jìn)而產(chǎn)生了升力！

 

機(jī)翼剖面圖

但后來(lái)“風(fēng)小扇”發(fā)現(xiàn)，其實(shí)螺旋槳飛機(jī)只有一小部分升力來(lái)自伯努利原理，讓飛機(jī)起飛的升力更多來(lái)源于機(jī)翼！

機(jī)翼如何產(chǎn)生升力？

先簡(jiǎn)單回顧下牛頓第三定律：力的作用是相互的。

牛頓第三定律：兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力，在同一條直線上，大小相等，方向相反。

機(jī)翼就是通過(guò)把氣體推向下方，從而得到一種向上反推的升力。原理與螺旋槳通過(guò)把氣流推向后方而產(chǎn)生推力一樣。

 

氣流流過(guò)機(jī)翼（剖面圖）

起飛需要機(jī)翼迎角 ！

相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)螺旋槳產(chǎn)生的推力，機(jī)翼產(chǎn)生升力的效果更高，就是因?yàn)闄C(jī)翼有很大的面積，能夠以很低的速度轉(zhuǎn)移大量的空氣。而轉(zhuǎn)向產(chǎn)生的升力就傳遞給了機(jī)翼。這也是機(jī)翼獲得升力的機(jī)理。空氣之所以會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)向，關(guān)鍵之處在于機(jī)翼的迎角！

 

迎角導(dǎo)致氣流轉(zhuǎn)向

何為迎角？

我們截取機(jī)翼的剖面圖來(lái)看，迎角就是機(jī)翼和水平氣流的夾角，就像我們風(fēng)扇或螺旋槳單支槳葉的扭角。如果機(jī)翼迎角為0，氣流穿過(guò)機(jī)翼后，會(huì)又匯集水平氣流。所以它必須在一定的迎角內(nèi)，才能產(chǎn)生上升力。起飛時(shí)推力最大，尾翼向下偏轉(zhuǎn)，給一個(gè)抬頭力矩，迎角比較大，然后襟翼放下，增加升力，起飛爬升后，襟翼漸漸收起，等爬到一定高度后飛機(jī)改平，其實(shí)此時(shí)仍然有一定的迎角，這個(gè)是機(jī)翼設(shè)計(jì)時(shí)就有一定的迎角，為維持巡航時(shí)飛行器的升力！

 

螺旋槳飛機(jī)模型圖

迎角真的很重要！

前年波音737的事故就是迎角傳感器故障，導(dǎo)致飛控認(rèn)為飛機(jī)迎角過(guò)大而開(kāi)始自動(dòng)調(diào)整飛機(jī)飛行姿態(tài)！然后就反復(fù)調(diào)整飛機(jī)進(jìn)入俯沖，以增加速度，獲得升力，但結(jié)果此時(shí)飛機(jī)并沒(méi)有迎角偏大，結(jié)果飛機(jī)在飛行員控制下強(qiáng)行拉起，然后飛控又進(jìn)入俯沖，最后飛機(jī)失去高度墜毀！

 

波音737的事故現(xiàn)場(chǎng)

盡管和螺旋槳飛機(jī)的升力來(lái)源和自己想不一樣，“風(fēng)小扇”還是決定留下來(lái)等待螺旋槳“崗位”的面試結(jié)果！