几百吨重的飞机为啥能腾空起飞?之所以能够直冲云霄、平稳巡航,核心靠两大关键:强劲的航空发动机加上精密科学的空气动力学外形设计。
首先聊聊飞机的核心动力来源:航空发动机。飞机准备起飞时,发动机全速运转,为整机提供强劲的向前推力,带动飞机在跑道快速滑行。
航空发动机的内部构造十分惊人,前端配备大型涡轮风扇,高速旋转时会吸入海量空气,这些进入发动机的空气会分成两路,一部分顺着外涵道环绕发动机外侧流过,另一部分则涌入内部的压气机结构。

压气机分为低压与高压两级,由定子叶片和转子叶片组合而成。空气先进入低压压气机转子叶片,搅动气流改变流向,再经过定子叶片完成减速,气流压力瞬间间大幅提升。经过初步加压的空气继续进入高压压气机,重复压缩增压的过程,让空气密度和压力进一步升高。
被高度压缩的气流随后进入燃烧室与航空煤油充分混合,混合燃气被瞬间点燃,生成高温高压的膨胀气流。高温气流顺势冲击涡轮机,带动涡轮高速旋转。由于涡轮和压气机采用同轴设计,涡轮运转的同时会反向带动压气机持续工作,形成循环增压的闭环。

最后高温废气从尾部喷口极速喷射而出,利用反作用力产生巨大推力,推着飞机持续向前冲刺。不过单单有向前的推力还不足以让几百吨的飞机离地升空,这就离不开精妙的空气动力学设计,其中机翼就是产生升力的关键。

从机翼的横截面就能看出特殊造型设计,飞机向前前滑行时,机翼上方空气流速更快,下方流速更慢。根据流体力学原理,流速快的区域气压更低,这就让机翼下侧压力大于上侧,自然而然产生向上的升力。
仅靠基础机翼产生的升力还支撑不起飞机起飞,想要顺利升空还要依靠机翼上的机翼与风。这两个装置安装在机翼前后两端,展开时能有效扩大机翼总面积,成倍提升升力,同时调整机翼飞行影角,也能进一步放大升力效果。

当飞机在跑道滑行速度达到起飞标准后,飞行员操作手柄放金翼打开凤翼,瞬间获得更强升力。与此同时,机尾的升降舵开始向上偏转,让飞机尾部受到向下的压力,机头顺势向上扬起机翼影角,进一步加大升力,急剧攀升。在强大升力的托举下,沉重的飞机缓缓脱离地面,随最后收起起落架,进入爬升飞行状态。

爬升过程中,发动机推力始终大于空气飞行阻力,飞机保持持续加速而飞行,速度越快,机翼产生的升力就越大,飞机也能不断向上攀升。等到进入平飞巡航阶段,飞机速度保持稳定,自是机翼产生的升力与飞机自身重量完美平衡,整机就能平稳在空中翱翔。
日常飞行中,飞机转弯也有着一套专业操作逻辑,飞行员脚下的踏板可以控制机尾方向舵偏转,利用气流反作用力就能改变飞行方向。但单纯靠方向舵转弯,机身姿态生硬,容易让乘客感到颠簸不适,所以专业飞行员会联动操作驾驶杆,让两侧机翼的负翼一上一下,反。向偏转两侧机翼升力出现差值形成水平,向心力带动机身平稳倾斜转弯,乘坐体验更舒适。

但负翼偏转也会带来两侧阻力不均,容易出现偏航偏移,这时只需微调方向舵抵消偏移力就能让飞机稳稳保持预定航线。
·再说说飞机的降落过程。准备落地时飞行员首先收小发动机油门,降低推力开始缓慢下降,同时完全展开机翼、襟翼和负翼,增大空气阻力,放缓飞行速度。下降到指定高度后放下起落架准备着陆。

飞机落地瞬间机翼上的扰流板自动开启进一步增加风阻,压制机身升力。与此同时发动机整流罩打开改变气流喷射方向,让气流向前喷出形成反向推力,多重减速效果叠加,再配合地面刹车,庞大的飞机就能平稳减速,最终稳稳停在跑道上。










