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飛機是怎麼在天空上飛行的,如何上升,如何下降,上下左右用了哪些力?


飛機為什麼飛得上去?
飛機之所以能飛行,是因為四種力量交互作用的結果。這四種力分別為引
擎的推力、空氣的阻力、飛機自己的重力和空氣的升力。飛機起飛是靠引擎的
推力產生速度,速度透過機翼的形狀變化產生升力,推力大於阻力、升力大於
重力,飛機就能起飛爬升,待飛機爬升到巡航高度時就收小油門,稱為平飛,
這時候推力等於阻力、重力等於升力,也就是定速飛行。

飛機在空中怎樣轉彎?
飛機在空中怎樣轉彎實在是有趣的問題。如果您注意過老鷹轉彎的方式就
會了解,當牠向右轉時,會壓低右邊翅膀,抬高左邊翅膀以向右略微傾的角度
畫出圓弧。飛機轉彎就是模仿老鷹,在人工飛行時必須由機師控制操縱盤,若
使用自動駕駛就將指令輸入電腦,而機師就監控飛機的動作。

引擎與飛行
飛機能一直在空中飛行,是因為它的引擎葉片不斷的轉動吸入大量的空氣
並將空氣壓縮,與汽油混合為油氣,再在燃燒室裏燃燒,高溫使混合急速的膨
脹,這膨脹的氣體由引擎後方的出氣口噴出,就是這樣產生了推力,是飛機維
持飛行的動力。在下降時只要收小油門、發動機轉動會變慢、推力也變小,飛
行員對自動駕駛給出下跌指令,然後再依航管的指示接近跑道、降落,即使飛
機在滑行中,還是開著很少的油門直到飛機停靠空橋、煞車之後才關掉引擎。

機尾的功能
飛機的尾巴除了塗有各航空公司的標誌以供辦認外,還有什麼用途?飛機
的尾巴有兩部份:橫的稱為水平安定面,直的為垂直安定面、既稱為安定面就
表示主掌飛機在各種姿態是的平穩、安定。水平安定面的後緣裝有可以上下偏
向的升降舵,垂直安定面的後緣則是可以左右偏向的方向舵。雖然翅膀擔負飛
行重任,但尾巴卻是操縱飛機起、降,改變方向及維持穩定不可缺少的構件。

翅膀與尾巴的協力
飛機尾巴的水平安定面比起翅膀來說是少多了,但它確是整架飛機的安定
力量。由於它的剖面剛好與翅膀相反是上緣平直下緣為弧形,所以當翅膀產生
正升力努力起飛時,機尾就產生負升力,也就是壓低機尾抬高機頭協助飛機起
飛。平飛的時候,機尾也產生對機身及機翼的穩定作用,以物理學上的話來說
就是機尾穩定了飛機縱軸和橫軸的穩定,使飛機保持平直飛行節省用油。

起飛爬升要多久?
飛機起飛時的燃油消耗率是巡航平飛狀況時的2.5倍到 3倍.因為起飛時發
動機要用最大推力讓飛機得到加速,但這種起飛推力最多只能使用 5分鐘﹝若
超過 5分鐘引擎會受損﹞,這是引擎制造時就巳經設定的,一般起飛2至3分鐘
,駕駛員就會收油門改為爬高推力,這時乘客會覺得飛機似乎突然減速聲音變
小,其實是將起飛推力改為爬升推力,而離地面的高度約為二千至三千尺﹝約
600至900公尺﹞。下次您搭飛機時不妨留意一下手錶,飛機在快速滾行30秒到
50秒會離地,2至3分鐘之後引擎聲音變小。

順風與頂風
順風飛行對飛行員和旅客來說都是十分寫意之事,因為相同的飛行距離飛
行時間卻減少,飛機像似乘風而飛;但是起飛的時候就得頂著風。道理很簡單
,如同放風箏,若是順風,放風箏的人必須跑得比風快很多,距離也要很長,
風箏才能得到升力升空。同樣的,若飛機是順風起飛,必須要使用很長的跑道
才能得到足夠起飛升力,因此幾乎所有的機場的起飛順風最大限制都是10哩﹝
16.1公里﹞。

亂流
亂流這名詞聽來不甚悅耳,但搭飛機時似乎常會遇上,它的成因是季節交
換時,冷、熱空氣相遇產生對流現象造成大氣的不穩定,飛行在其間的飛機當
然跟著晃動。若變動的氣團含有大量水氣,飛機上的雷達能看見它可以立即躲
避,但不含一絲水氣的晴空亂流,雷達是無法發現它的存在,一但進入它的懷
抱飛機就晃上一陣。不過亂流從產生到結束前後常只是幾分鐘。

最短的距離- 弧線
你搭飛機時可曾注意到螢幕上Air Show所標示的飛行路線,飛越大平洋似
乎不是直線而是偏北方向的弧線,幾何學上不是說兩點之間最短的距離是直線
嗎?這是因為地球是個上下稍偏中央寬的扁圓形球體。赤道上經度 1度的距離
約為60浬﹝111.321公里﹞。而南、北極圈附近 1度約是20浬﹝37.04公里﹞,
所以繞地球飛行兩點間最短的距離不是直線而是偏北的弧形,同時航線的決定
還要視風向、風速而定。

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http://tw.knowledge.yahoo.com/question/?qid=1405120406575



參考資料
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