飛機是怎麼飛的

1903年的北卡羅來納州基蒂霍克，奧威爾和威爾伯萊特駕駛灰飛機進行了人類歷史的第一次飛行。當然他們所駕駛的飛機和你今天所乘坐的飛機是截然不同的。那時候他們的飛機由木頭和帆布製成，並且有一個沒有座椅的駕駛艙——機長——也是飛機上唯一的乘客不得不躺在機翼上，幾乎可以說是完完全全的開放式設計。而在今天，飛機都是有金屬製成的，並且乘客安全的坐在封閉式的機艙里。通常飛機都在七英里高的空中巡航飛行，最大的飛機甚至能夠單程航行半個地球。但儘管現在的飛機和以前的飛機有著非常大的區別，但是他們都使用相同的科學原理來飛行。下面就是飛機飛行的原理介紹。

飛行依賴於空氣動力學的兩個原理，或者研究空氣如何圍繞物體運動：推力和升力。

推力是物體向前推進的力，飛機使用噴漆發動機來獲得推力：發動機從前端吸入空氣，壓縮空氣，與燃氣混合併點燃混合氣體，由此產生的能量從發動機的後部噴射出來以此產生了飛機所需的推力並推動飛機前進。噴漆發動機所產生的推力是如此的極大，可以使飛機以極高的速度飛行，最高時速可達600英里每小時(約965.6公里每小時)，這比只能在高速上開到55-75英里時速的汽車要快許多了。

而升力則是驅動飛機向上運動並使其保持在空中的力。飛機通過機翼的一個特殊設計部分稱之為「翼面」來產生升力。機翼的水平上半部分向上凸出以此形成了一個平滑的凸起。當機翼在空氣中移動是，經過機翼上方的空氣分子要比經過機翼下方的空氣分子速度要快的多，較快的空氣流速會產生相對較低的氣壓————這也叫博努克原理。因此當機翼下方的空氣流速小於機翼上方的空氣流速時，氣壓差會產生一個推動機翼向上的升力。

推力和升力總是與空氣動力學的另外兩個原理相抗衡：阻力與重力。

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阻力是指物體運動時被空氣阻擋使物體減速的力。如果你把你的手伸到正在行駛的車窗外，你會全村吃飯感覺到阻力。飛機需要足夠的推力來克服它所產生的阻力，因此他們被設計成使空氣儘可能平滑的圍繞機體運動的形狀(這就是空氣動力學乾的事)。

重力是把所有物體拉向地球的力。如果升力足夠強，那麼升力就能克服重力————建造飛機的工程師們會根據飛機的重量通過一系列方程式來找到完美的機翼尺寸和飛行速度，從而創造出最佳的升力。

這些力之間的抗衡意味著飛機必須以非常快的速度在空中飛行以保持其合適的高度。你最後一次希望坐飛機希望能多飛一會兒是什麼時候？

本文譯自 popsci ，由譯者 利維坦 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

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