飞机带翅膀为何能够飞起来？探秘飞机和鸟类的飞行原理

鸟何故能够飞翔？这是由于它们拥有翅膀。那么，飞机何故能够飞起来呢？是由于飞机带翅膀吗？这些难题的背后，涉及到复杂的物理学原理，尤其是与空气动力学相关的内容。

飞行与起飞的区别

要领悟飞机怎样飞行，我们需要明确“飞”和“起飞”是两个不同的概念。对于小型鸟类来说，它们很容易通过用脚蹬地与翅膀扑打来实现飞翔。然而，对于许多体型较大的鸟类，起飞则需要借助助跑的方式来产生足够的升力。

同样，对于大部分飞机而言，它们在起飞经过中也需要一段“助跑”的距离，其中的缘故就在于飞机机翼的设计和气动力学原理。虽然现代一些垂直起降的飞行器，比如直升机和某些先进战斗机，能够在原地起飞，但大多数商用飞机依然需要通过加速来获取必要的升力。

升力的形成

飞机的机翼设计是非常关键的，其上下表面的形状并不对称。飞机在加速时，空气流过机翼的上表面时，流速更快，从而形成较低的气压。根据伯努利原理，气压的差异就是飞机起飞所需的升力。简单来说，高速气流在机翼上方流动，造成上方气压降低，而机翼下方的气压相对较高，这样的压力差便推动飞机上升。

即使在学说上，假如飞机的机身设计能够天然而然的满足压力差条件，且飞行速度足够快，即使不具备机翼，飞机也可能实现飞行。然而，现实中机翼的设计至关重要。

为何大多数飞机仍需机翼

虽然存在一些无机翼飞行的例子，但大多数商用飞机仍然有大的机翼，这是由于机翼具有显著的空气动力学优势，可以有效地减少飞行中的能耗。机翼通过优化的气流设计，不仅增强了升力，还减少了阻力。

这里可以通过一个航空段子来说明这个现象。在一次任务中，F-22战斗机的飞行员嘲讽B-52轰炸机能否进行复杂的翻滚动作，B-52飞行员则回应说：“我关掉两个发动机，你来试试看。”这个笑话其实反映了机翼的一个重要功能：在飞行经过中，机翼的设计能够更有效地利用空气流动，降低燃料消耗。

机翼的多重功能

除了产生升力，机翼还被精心设计用于实现其他功能。下面内容是机翼在飞机设计中所起的几许重要影响：

1. 燃油储存

传统上，飞机的机翼内部是由梁和肋组成的骨架结构，而这个空间被设计为油箱。将燃油储存在机翼内有几许好处：燃油在机翼内部能够有效保持飞机的平衡；随着燃料消耗，重心移动的难题可以被妥善解决，避免了飞机在飞行经过中因重心不平衡而导致的安全隐患。

2. 释放静电

飞机在高速飞行时，会因摩擦和外界影响环境而产生静电。如果静电未能及时释放，将会对飞机的通讯体系造成干扰，甚至影响飞行安全。为了解决这个难题，机翼上一般会装有一个放电刷，能有效地释放静电。这是通过尖端放电原理实现的，能够使电荷集中在尖锐的针头上，从而释放。

3. 减少飞行阻力

机翼末端有些设计为向上翘起的小翼（翼梢小翼），其主要影响是减少气流在机翼尖端绕流所产生的涡旋。强烈的涡流不仅增加了飞行阻力，还会导致额外的燃料消耗。翼梢小翼则能有效地减小涡流强度，改善飞行性能。

4. 导航与稳定

机翼上设计的各种“机关”，如襟翼、偏转舵等，都有助于在飞行经过中保持飞机的稳定性和可控性。这些设备在不同的飞行阶段会根据需求进行展开或收回，以优化升力和减小阻力。

机翼设计的未来

随着科技的提高，飞机机翼的设计也在不断创造，新的材料与设计理念正在被不断引入。比如，采用新的高性能复合材料，不仅能够减轻机翼的重量，还能提高耐久性和安全性。

除了这些之后，在航空领域，未来的机翼设计还可能讨论更为复杂的空气动力学现象，乃至探索新型的无机翼飞行器，这些都将推动航空技术提高的进一步提高。

小编归纳一下

飞机带翅膀的设计不仅是为了飞行，它背后其实蕴藏着丰盛的科学原理和设计理念。了解飞机机翼的功能与职业原理，不仅可以加深我们对飞行的认识，还能让我们更加崇敬那些为飞行事业奉献青春与智慧的工程师们。飞行是一门艺术，而机翼则是这门艺术的重要组成部分。