书城科普读物科学我知道-Why航天
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第2章 鸟类怎样启示人类去探索飞行?

鸟类是优秀的飞行家。人们经过长期的观察,制造出了能够载人飞行的飞机,其实,我们很容易从飞机上找到鸟类的特征。

鸟除了头部以外,有翅膀、尾巴、身体、腿和心脏等五个主要部分。为了很好地飞行,鸟的这些主要部分都有其独特的作用。

鸟儿为什么会飞?谁都知道是因为它有翅膀。当大鹰的翅膀有力地挥舞的时候,它便腾空而起;当它两翅张开不动的时候,它又可乘着气流滑翔。鸟儿有了翅膀,就可以产生支持它体重的力量。这种力量叫做“举力”,又可叫“升力”。换句话说,翅膀主要是产生举力的工具。此外,鸟还可以利用翅膀产生前进的力量“推力”或叫“拉力”。

尾巴又有什么用呢?它的主要用途是使鸟儿飞得平稳,还可以使它飞得灵活机动。

鸟腿是鸟儿站立和起飞着陆的工具。当鸟飞到空中时,腿就不起作用了。

鸟身的主要作用之一是把鸟的各部分——头、翅膀、尾巴、腿等连成一个整体。另外,它上面的肌肉,还可动翅膀,产生力量。

接下来我们观察一下现代飞机的主要部分和作用。

机翼就是飞机的翅膀,它的主要作用是产生升力。此外,还能使飞机得到必要的平衡和稳定。相当于鸟类的一双翅膀。机翼里面要安装油箱、机枪、收放起落架等。有的机翼前边和下面还要装发动机。机翼后缘外侧有副翼,内侧下面有襟翼。

机翼是由骨架和蒙皮组成的。骨架又分为构架式和梁式两种。早期的木布结构飞机,骨架中的翼肋和桁条是用木材制成的,外面用棉布或亚麻布作蒙皮。现代飞机全部改用铝合金制造骨架和蒙皮,新式飞机还有采用钛合金和不锈钢制造蒙皮。骨架中有二三根翼梁,和它平行的是桁条,和它相交的是翼肋。翼肋用来维持机翼翼型的形状,桁条保持蒙皮平整不变形。

机翼有着各自的翼形。机翼的形状有长方形、梯形、椭圆形、三角形等。早期的飞机大多是双翼机,近代飞机全部是单翼机。机翼装到飞机上后,两翼尖之间的距离叫“翼展”,用它来表示飞机机翼的最大跨度。

飞机的尾巴叫尾翼。它的结构和机翼差不多,也是由翼梁、桁条、翼肋和蒙皮组成。尾翼分为水平尾翼和垂直尾翼两部分。水平尾翼后面可以转动的部分叫升降舵,前面固定部分叫水平安定面。垂直尾翼后面可以转动的部分叫方向舵,前面固定部分叫垂直安定面。尾翼起着和鸟类尾巴相似的作用。尾翼的升降舵、方向舵和机翼后缘的副翼合在一起用来操纵飞机的升降俯仰、转弯偏航和倾侧滚转,所以叫操纵面。飞行员利用手握驾驶杆和脚蹬舵的变化,就可以使飞机改变飞行姿态,如转弯、上升、下降等,还可做出筋斗、滚翻等复杂的特技动作。

起落架可比作鸟儿的腿,有了它,飞机就可以在地面上停放、起飞和着陆。当飞机升空以后,它不但和鸟腿一样失去作用,而且还增加了飞行的阻力和重量,成了飞行的一种负担。因此,速度稍高的现代的起落架,都做成活的,即可以收放的。飞行时收入飞机中,落地时就放下来。

飞机的身体叫机身。早期飞机的机身只有骨架,没有蒙皮。现代飞机通常是用铝合金制成圆形或椭圆形长筒机身。

沿着机身方向的是桁梁和桁条,和它们相交的是框格和框架。它们外面再包上铝合金蒙皮。

机身和鸟身既相似又不相似。相似之处是它也把各主要部分——机翼、尾翼、起落架等连成一个整体。不同之处是机身还有另一个重要作用——装载人员和货物。鸟身自然没有这种作用。

飞机另一个主要部分是发动机。它可给飞机提供飞行所需的动力。如果是喷气发动机,它向后喷气而直接产生推动飞机前进的推力如果是活塞发动机,它的动力就先用来转动螺旋桨,再由螺旋桨产生拉力使飞机前进。由此可见,发动机的作用与鸟儿的心脏和肌肉有些相似。

飞机只有不断前进,才能飞行。