
飛機為何會飛?
搭飛機時,你是否也好奇過飛機到底是如何成功地對抗地心引力,翱翔在空中的呢?可能很多人第一個會想到的是引擎的作用。畢竟在起飛的過程中,最容易令人感受到的是當噴射引擎轉動到最大推力時,所產生的巨大噪音及隨之而來的貼背感。但是其實你知道嗎?引擎並不是飛機會飛的主要原因。舉例來說,在台東鹿野高台上的飛行傘雖然沒有引擎,依舊可以飛在空中。還有滑翔機之類的飛行器,也是沒有引擎的! 要知道飛機如何翱翔在天空之中,首先我們必須要懂四個在航空器上作動的力量。在巡航中的飛機,同時會有推力、阻力、升力及重力這四種力量相互的作用及抵銷。阻力是由摩擦和其他力量而使飛機向後所產生的力量;而推力主要是來自於引擎,是使飛機向前的力量,沒有引擎的飛行器則是使用位能的轉換。重力則是飛機因萬有引力而向下的力量;升力則是讓飛機向上、相反於重力的力量。一架客機要持續地飛行並維持它所在的飛行高度,它的升力就必須相同於它的重力。假如我們還在起飛和爬升的過程中,飛機的升力就一定要大於它的重力。反之,下降的時候,飛機的升力是小於重力的。 那飛機要如何產生升力呢?答案就在於機翼的形狀。從飛機機翼的剖面圖來看,它的上緣一定有一個弧度,而下緣則通常比較直。這樣的設計會使流動的空氣粒子接觸飛行中的機翼時往下偏轉,產生一個加速度,因為流動的空氣粒子偏轉時也會同時改變它的速度及方向。而根據牛頓第二運動定律—力等於質量乘上加速度(F=m×a),因此,當空氣粒子與機翼互相接觸時,就會產生力。最後因為牛頓第三運動定律—作用力與反作用力,向下偏轉的氣流所產生的力會同時造成一個向上的反作用力,也就是升力,這就是為什麼飛機會飛的原因。 有一個很簡單的實驗可以讓你自己體驗升力的產生:下次有機會的話,可以在行進的車上把手掌稍微伸到車窗外(但請注意窗外交通情況,安全第一),假如你把手掌向上拱起來,做成類似翼型的一個弧度的話,你的手會感受到一個向上的力量,這個力量就是類似機翼上的升力! 很久以前還在飛小飛機的時候,有一次教官在課堂上突然問了我:「請問飛機為什麼會飛?」 我想了老半天,還在猶豫到底要怎麼解釋時,教官笑了一笑,接著說:「不要想得太複雜,很簡單,就一個字:錢(money)!」 文章出處:《飛機迷都想知道的50個超知識》(周沄枋、徐浩、丁瑀◎著)圖片來源:motive56/Shutterstock.com
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