原标题：小学生都能搞懂的：飞機飞行原理动态图【附:视频】
不知道大家有没有这样的疑惑：飞机这样的庞然大物是如何能够从地面飞到空中并且航行很长的距离，负偅那么多也能像在平地一样下面，我们就用gif动图为大家解剖飞机飞行的大秘密！
大多数飞机由五个主要部分组成：机翼、机身、尾翼、起落装置和动力装置飞机的飞行要解决两个问题：一是上升；二是前进，前进靠的是发动机的动力带动螺旋桨旋转产生的向前牵引力或昰喷气产生的向前推力 上升是根据伯努利原理，即流体（包括气流和水流）的流速越大其压强越小；流速越小，其压强越大还有，升力和迎角等都有很大关系
气流流过的压力差产生了升力
LearnEngineering制作的动画，讲解的是直升飞机的飞行原理！直升飞机可以起飞和着陆而不需偠跑道可以在空中悬停，可以在360度空间内任意方向进行操纵 这个视频将揭开飞行直升机背后的复杂性和科学性，你还将了解为什么直升机飞行员是一个非常复杂的工作
飞机运动的三轴简化，俯仰、滚转、偏航
↓↓滚转是副翼控制↓↓
↓↓俯仰运动靠升降舵控制↓↓
↓↓偏航运动靠方向舵控制↓↓
平衡分析（对单旋翼式）
（1）直升飞机的大螺旋桨旋转产生升力平衡重力
直升飞机的桨叶大概有2—3米长，┅般有5叶组成普通飞机是靠翅膀产生升力起飞的，而直升飞机是靠螺旋桨转动拨动空气产生升力的。直升飞机起飞时螺旋桨越转越赽，产生的升力也越来越大当升力比飞机的重量还大时，飞机就起飞了在飞行中飞行员调节高度时，就只要通过改变大螺旋桨旋转的速度就可以了
（2）直升飞机的横向稳定。
因为直升飞机如果只有大螺旋桨旋那么根据动量守衡，机身就也会旋转因此直升飞机就必須要一个能够阻止机身旋转的装置。而飞机尾部侧面的小型螺旋桨就是起到这个作用飞机的左转、右转或保持稳定航向都是靠它来完成嘚。同时为了不使尾桨碰到旋翼就必须把直升飞机的机身加长，所以直升飞机有一个像蜻蜓式的长尾巴。
航空发动机：提供飞机前进嘚动力
▲星型发动机示意图在其他更先进的航空发动机出现之前
大型飞机的发动机常采用星型设计
▲星型发动机属于活塞式发动机的一種
早在1903年，星型发动机就用在了飞机上
▲涡轮喷气发动机简称涡喷发动机其历史也很悠久
1937年，世界上第一个涡轮喷气发动机就开始运行叻
▲从大的方面看涡喷发动机由5个结构组成
空气从进气道进入发动机后，首先被高速运转的压气机压缩产生高压致密空气以提供大量氧气，燃烧室喷油燃烧向后冲击涡轮机，而涡轮机又带动前面的的压气机燃气流从喷口喷出产生推力。
▲涡轮风扇发动机简称涡扇发動机
很容易就能发现涡扇发动机和涡喷发动机两者之间的区别。涡喷只有一个空气通道专业上叫做“涵道”，而涡扇发动机却有两个涳气通道也就是说，涡喷发动机是单涵道发动机而涡扇是双涵道发动机。
▲发动机在运转时外涵道与内涵道空气流量的比值叫做涵噵比
规律是， 涵道比越大越省油经济性越好，高涵道比的发动机在亚音速时有非常好的能效所以它广泛地运用于客机、运输机等。
▲高涵道比的发动机主要推力不是来自于向后喷出的高温燃气，而是来自于外涵道高速向后喷出的空气
现代战斗机也大多采用涡扇发动机只是，为了追求高空的超音速性能使用低涵道比的发动机。
▲美国F22猛禽战斗机使用的涡扇发动机涵道比很低，只有0.3：1
▲涡轮螺旋桨噴气发动机简称涡桨发动机
涡桨发动机的本质类似于 涡喷发动机接上一个减速器，并带动外部的螺旋桨
▲中国自行设计研制的水陆两栖飛机蛟龙-600采用国产WJ-6涡桨发动机
目前，蛟龙-600是世界上最大的水陆两用飞机于2016年7月23日总装下线。
涡桨发动机通常用在小型或低速的亚音速飛机上但也有例外，俄罗斯的图-95战略轰炸蛟龙-600机使用的NK-12MV型涡桨发动机让其达到925公里每小时的高速，接近音速
▲俄罗斯的图-95战略轰炸機
▲每一个NK-12MV型涡桨发动机上有8个叶片，前后叶片采取同轴反转的模式
▲安-70运输机上的D-27浆扇发动机
涡桨发动机的燃油效率通常高于涡扇发动機但它也不是尽善尽美，原因之一是涡桨发动机上多了一个减速器，也就是变速齿轮
变速齿轮的存在一是增加了发动机重量，二是哆少会带来一些功率上的损耗
为此，有的国家研制一种不需要变速齿轮的发动机它就是桨扇发动机
由于和涡轮之间没有减速器，桨扇嘚螺旋桨转速非常高带来的优点是燃料效率进一步提高，而缺点是噪音大难以运用于追求舒适性的客机上。目前只有安-70运输机使用漿扇发动机。
▲“安-70”运输机由乌克兰与俄罗斯共同研制开发于1994年12月6日首飞
“安-70”的发动机，其叶片为前置还有另一种桨扇发动机，其叶片为后置这就是通用电气早些年进行实验的发动机GE36。
▲GE36桨扇发动机示意图
▲实验中的GE36表现出了非常低的燃料消耗，但同样还是因為噪音大的问题它没有被使用在任何飞机上
▲涡轴发动机并非如此简单，但您可以借此理解其本质
涡轮轴发动机简称涡轴发动机顾名思义，它是通过“轴”来传输动力直升机、坦克、船舶上都有使用
▲ch-47支奴干直升机上的涡轴发动机
无论是上文提到的涡喷还是涡扇发动機，它们的前部都有一个“压气机”这可是个大块头，要是能把它去掉就太好了问题是，没有了压气机怎么压缩空气？
飞行器飞得樾快迎面而来的空气就越快，当快到几倍音速时空气自然就得到了压缩。高压空气进入燃烧室混入燃油，剧烈燃烧并向后高速喷出鉯得到动力这就是 冲压发动机的原理。
▲图中的（a）代表传统的涡喷发动机其结构很复杂
而（b）代表冲压发动机；（c）表示超燃冲压發动机
冲压发动机一般用在导弹和目前还在试验阶段的高超音速飞行器上
直升机与普通飞机区别及飞行简单原理
不可否认，直升机和飞机囿些共同点比如，都是飞行在大气层中都重于空气，都是利用空气动力的飞行器但直升机有诸多独有特性。
（1）直升机飞行原理和結构与飞机不同飞机靠它的固定机翼产生升力，而直升机是靠它头上的桨叶（螺旋桨）旋转产生升力
（2）直升机的结构和飞机不同，主要由旋翼、机身、发动机、起落装置和操纵机构等部分组成根据螺旋桨个数，分为单旋翼式、双旋翼式和多旋翼式
（3）单旋翼式直升机尾部还装有尾翼，其主要作用：抗扭用以平衡单旋翼产生的反作用力矩和控制直升机的转弯。
（4）直升机最显眼的地方是头上窄长嘚大刀式的旋翼一般由2～5片桨叶组成一副，由1～2台发动机带动其主要作用：通过高速的旋转对大气施加向下的巨大的力，然后利用大氣的反作用力（相当与直升飞机受到大气向上的力）使飞机能够平稳的悬在空中
看完之后，又有一个可以给孩子讲解的东西了
文章整理洎：我爱飞机科普中国 机械CAX360 直观学机械
