我們經(jīng)常在天上看到飛機(jī)飛過,覺得它上天是理所當(dāng)然的事。
可很少有人靜下心來想,這么一個(gè)好幾噸甚至上百噸的鐵疙瘩,憑什么能擺脫重力,在天上穩(wěn)穩(wěn)飛行?
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很多人覺得飛機(jī)能上天,全靠發(fā)動(dòng)機(jī)的推力。
這種想法不能說全錯(cuò),但只說對(duì)了一半,甚至連一半都不到。
發(fā)動(dòng)機(jī)的作用確實(shí)很關(guān)鍵,但它不是直接把飛機(jī)“推”上天,而是給飛機(jī)提供前進(jìn)的動(dòng)力。
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真正讓飛機(jī)擺脫重力、實(shí)現(xiàn)升空的,是機(jī)翼產(chǎn)生的升力,這也是最容易被人忽略的核心點(diǎn)。
當(dāng)飛機(jī)向前飛行時(shí),空氣會(huì)被機(jī)翼分成上下兩部分,同時(shí)流過機(jī)翼的上下表面。
因?yàn)樯媳砻鎻澢諝饬鬟^的路程更長(zhǎng),速度就會(huì)更快。
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下表面平坦,空氣流過的路程短,速度就慢一些。
這就用到了一個(gè)科學(xué)原理,流速快的地方壓強(qiáng)小,流速慢的地方壓強(qiáng)大。
上下表面的壓強(qiáng)差,就形成了向上的升力。
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這個(gè)原理早在1726年就被科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了,只是后來才被用到飛機(jī)設(shè)計(jì)上。
舉個(gè)通俗的例子,就像咱們吹紙條,吹氣時(shí)紙條上方空氣流速快,壓強(qiáng)小。
下方壓強(qiáng)大,就把紙條“托”了起來。
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飛機(jī)的升力也是這個(gè)道理,當(dāng)升力足夠大,超過飛機(jī)自身的重量時(shí),飛機(jī)就能慢慢離開地面,飛向天空。
除了升力和發(fā)動(dòng)機(jī)推力,飛機(jī)的尾翼也很關(guān)鍵,很多人根本沒注意到它的作用。
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尾翼分為水平尾翼和垂直尾翼,水平尾翼能控制飛機(jī)的升降,垂直尾翼能控制飛機(jī)的方向,避免飛機(jī)在空中“跑偏”。
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沒有尾翼的話,就算飛機(jī)能飛起來,也會(huì)像沒頭蒼蠅一樣亂撞,根本無法穩(wěn)定飛行。
很多人坐飛機(jī)時(shí),只關(guān)注座位舒不舒服、餐食好不好吃。
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從來沒留意過機(jī)翼的形狀、尾翼的作用,更不知道這些細(xì)節(jié)才是飛機(jī)能上天的關(guān)鍵。
但你知道嗎,這樣一個(gè)看似簡(jiǎn)單的飛行原理,人類花了上百年才真正掌握。
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提到飛機(jī)的發(fā)明,很多人只會(huì)想到萊特兄弟。
但很少有人知道,在萊特兄弟之前,人類為了實(shí)現(xiàn)飛行的夢(mèng)想,付出了多少努力和犧牲。
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人類自古以來就有飛天的夢(mèng)想,古代的人想象著像鳥兒一樣長(zhǎng)出翅膀,在天空中自由翱翔。
早在幾千年前,就有人嘗試綁著羽毛做成的翅膀從高處跳下,試圖飛行。
但最終都以失敗告終,甚至有人因此失去了生命。
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那時(shí)候的人們不知道,飛行不是靠“翅膀”,而是靠科學(xué)的原理,盲目嘗試只會(huì)付出慘痛的代價(jià)。
直到18世紀(jì),人們發(fā)明了熱氣球,才算第一次真正實(shí)現(xiàn)了“飛天”的愿望。
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熱氣球是靠熱空氣上升的,把熱氣球里的空氣加熱,熱空氣比冷空氣輕,就能帶著熱氣球慢慢上升。
但熱氣球有一個(gè)很大的缺點(diǎn),就是無法控制方向,只能跟著風(fēng)飄。
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想去哪里全看運(yùn)氣,根本無法實(shí)現(xiàn)真正的“飛行”。
后來,有人發(fā)明了滑翔機(jī),滑翔機(jī)沒有發(fā)動(dòng)機(jī)。
只能靠風(fēng)力和自身的重力滑翔,雖然能控制方向,但飛行距離很短,也無法長(zhǎng)時(shí)間在空中停留。
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德國(guó)有一位工程師,名叫李林塔爾,他一生都在研究滑翔機(jī),做了上千次飛行實(shí)驗(yàn),還總結(jié)出了很多有用的經(jīng)驗(yàn)。
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可惜的是,在1896年的一次飛行實(shí)驗(yàn)中,他的滑翔機(jī)失控,從高空墜落,最終不幸身亡。
成為了為人類飛行事業(yè)犧牲的先驅(qū)。
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李林塔爾的去世,讓很多人對(duì)飛行失去了信心,但有兩個(gè)人沒有放棄,他們就是萊特兄弟。
萊特兄弟沒有受過高等教育,中學(xué)畢業(yè)后就以修自行車為生,但他們從小就對(duì)機(jī)械和飛行充滿了興趣。
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他們看到李林塔爾的事跡后,深受觸動(dòng),決定繼續(xù)研究飛行,完成李林塔爾未完成的夢(mèng)想。
和其他研究者不同,萊特兄弟沒有盲目嘗試飛行,而是先從理論和實(shí)驗(yàn)入手。
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他們制作了200多個(gè)不同形狀的機(jī)翼模型,還自己設(shè)計(jì)了一個(gè)小型風(fēng)洞,用來測(cè)試不同機(jī)翼產(chǎn)生的升力。
他們還糾正了前人留下的一些錯(cuò)誤數(shù)據(jù),總結(jié)出了飛行方程,從理論上弄明白了飛機(jī)飛行的原理。
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那時(shí)候,很多研究者都覺得,只要發(fā)動(dòng)機(jī)的馬力足夠大,就能讓飛機(jī)飛起來,所以他們一味地追求大功率發(fā)動(dòng)機(jī)。
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但萊特兄弟不這么認(rèn)為,他們先計(jì)算出飛機(jī)需要多大的升力。
再根據(jù)升力計(jì)算出需要多大馬力的發(fā)動(dòng)機(jī),然后再動(dòng)手設(shè)計(jì)制造。
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他們還解決了一個(gè)關(guān)鍵問題,就是飛機(jī)的穩(wěn)定操縱,發(fā)明了卷角翼尖和方向舵,讓飛機(jī)能夠按照人的意志轉(zhuǎn)彎、升降。
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除此之外,他們還從頭研究螺旋槳的設(shè)計(jì),當(dāng)時(shí)的螺旋槳都是為船只設(shè)計(jì)的,不適合飛機(jī)使用。
萊特兄弟經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)和改進(jìn),制造出了適合飛機(jī)使用的螺旋槳,為飛機(jī)的飛行提供了足夠的推力。
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1903年12月17日,萊特兄弟在美國(guó)北卡羅來納州的基蒂霍克,進(jìn)行了第一次有動(dòng)力的飛機(jī)飛行實(shí)驗(yàn)。
他們制造的“飛行者一號(hào)”,機(jī)身只有300多公斤,發(fā)動(dòng)機(jī)功率只有12馬力。
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第一次飛行只持續(xù)了12秒,飛行距離只有36.5米。
雖然這次飛行很短暫,甚至有些跌跌撞撞,但這卻是人類歷史上第一次依靠自身動(dòng)力、能夠穩(wěn)定操縱的飛行。
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這次飛行,標(biāo)志著飛機(jī)的正式誕生,人類千年的飛天夢(mèng)想,終于成為了現(xiàn)實(shí)。
可能有人會(huì)覺得,12秒、36.5米,這樣的成績(jī)微不足道。
但正是這短短的12秒,開啟了人類航空事業(yè)的新紀(jì)元。
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后來,萊特兄弟不斷改進(jìn)飛機(jī),1905年,他們制造的“飛行者三號(hào)”,已經(jīng)能夠穩(wěn)定飛行半個(gè)多小時(shí),飛行距離超過30公里。
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從盲目嘗試到科學(xué)實(shí)驗(yàn),從滑翔機(jī)到有動(dòng)力飛機(jī),人類花了上百年的時(shí)間,才發(fā)明出真正能夠?qū)嵱玫娘w機(jī)。
而飛機(jī)的發(fā)明,不僅僅是實(shí)現(xiàn)了人類的飛天夢(mèng)想,更徹底改變了人類的生活。
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現(xiàn)在,坐飛機(jī)已經(jīng)成為一件很平常的事。
很多人每年都會(huì)坐幾次飛機(jī),出差、旅游、探親,飛機(jī)已經(jīng)成為我們生活中不可或缺的交通工具。
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但很少有人想過,在飛機(jī)發(fā)明之前,人類的出行是多么不便,飛機(jī)的出現(xiàn),徹底打破了空間的限制,改變了整個(gè)世界的格局。
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最明顯的影響,就是改變了我們的出行方式,縮短了出行時(shí)間。
在沒有飛機(jī)的時(shí)候,從中國(guó)到美國(guó),需要坐輪船,要花上一兩個(gè)星期的時(shí)間,路途遙遠(yuǎn)又辛苦。
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而現(xiàn)在,坐飛機(jī)從中國(guó)到美國(guó),只需要十幾個(gè)小時(shí),早上從家里出發(fā),晚上就能到達(dá)地球的另一端。
這種時(shí)間上的縮短,不僅方便了人們的出行,更讓人與人之間的距離變得更近。
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以前,親人朋友在國(guó)外,幾年才能見一次面,現(xiàn)在,只要有空,買一張機(jī)票,就能快速相聚,再也不用忍受漫長(zhǎng)的思念之苦。
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對(duì)于出差的人來說,飛機(jī)更是不可或缺的工具,以前需要幾天才能到達(dá)的地方,現(xiàn)在一天就能往返,大大提高了工作效率。
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還有國(guó)際貿(mào)易,飛機(jī)的出現(xiàn),讓貨物運(yùn)輸變得更快、更高效。
很多保質(zhì)期短的貨物,比如新鮮的水果、海鮮、藥品,以前根本無法長(zhǎng)途運(yùn)輸,只能在本地銷售。
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現(xiàn)在,通過航空運(yùn)輸,這些貨物可以在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)運(yùn)到全國(guó)各地。
甚至世界各地,讓更多人能吃到新鮮的食材,用到急需的藥品。
在醫(yī)療領(lǐng)域,飛機(jī)也起到了關(guān)鍵作用,很多危重病人需要轉(zhuǎn)院治療。
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飛機(jī)可以快速將病人送到醫(yī)療條件更好的醫(yī)院,為治療爭(zhēng)取時(shí)間。
飛機(jī)還推動(dòng)了科技的發(fā)展,為了讓飛機(jī)飛得更快、更安全、更省油,科學(xué)家們不斷研究新的技術(shù)、新的材料。
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這些技術(shù)和材料,不僅用在飛機(jī)上,還逐漸應(yīng)用到我們的日常生活中。
比如汽車、電子產(chǎn)品等,讓我們的生活變得更加便捷。
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從出行到經(jīng)濟(jì),從科技到醫(yī)療,飛機(jī)已經(jīng)滲透到我們生活的方方面面,改變了我們的生活,也改變了整個(gè)世界。
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