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編輯推薦: |
飞机,当我们带着好奇心去审视它时,它俨然是一个泥泞的小世界。在那里,历史的车轮轧过的道道辙痕清晰可见—那是人类为飞行梦想执着探索和躬身实践的印迹:从最初梦想与鸟儿比翼齐飞,到如今的背包飞行、超音速飞行,甚至发展为能够自由穿梭于航空和航天两个领域的空天飞行;从滑翔机、扑翼机、热气球、飞艇,到固定翼飞机、旋转翼直升机—人类有了更多飞的选择。因为飞行,我们获得了新的视野,我们到达了原本不可能到达的地方。不过,并不是每一种飞行构想都能转化为飞行器,并不是每一种飞行器都能顺利起飞和降落。当我们试图揭开人类最伟大发明之一背后的秘密时,会发现它比想象的要复杂得多。固定翼飞机是怎样飞起来的?飞机真的能帮我们做到赶上并超过自己的声音,甚至“还没出发,就已经到达”吗?还有我们不得不追问的是,飞机真的是人类最初关于飞行的梦想吗?自由飞翔,能自由到什么程度?好在,我们有了前人的积淀,也可以动手实践,去验证、弄懂这一切,去无限接近我们想要的自由!
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內容簡介: |
《少年时:飞机大解剖(2015年第4期)》内容简介:达·芬奇一直有个念头:人类可以像老鹰一样,在空中飞翔。海面上的船扬起帆就可以飞快行驶;蝙蝠的翅膀有点儿像船帆,也许它可以帮助人在空中飞翔。他画了许多蝙蝠和鸟儿,研究了气流怎么把它们推向空中,就像游泳的时候水可以让人浮起来一样。达·芬奇开始秘密地制作他的飞行器。他把这个神秘的机器叫做“uccello”,在意大利语里是“鸟”的意思。1496年1月的一天,他在日记里写道:明天早上,我要用皮带试试。这意味着,他至少试验过一种使用皮带的飞行器。
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目錄:
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冲天梦想:达·芬奇的飞行器
像鸟儿那样飞
人类飞行之初:从热气球到飞艇
“飞行者”:莱特兄弟
奇妙的“伯努利效应”
四个力让飞机平稳飞行
力的平衡,在空中
飞机退役后“葬身”何处?
飞行套装,离梦想更近一步
制作弹射纸飞机
驾驶体验:控制好你的直升机
在风洞中飞行
简易风洞实验
战机解码:垂直起降
无人机时代到来
注意,防鸟撞
轻型飞行器
超音速飞机
变形飞机
成长的问题
仿真人
与海“战斗”的荷兰人
脚尖上的荷兰
真实的风车之国
房子会跳舞—荷兰的建筑艺术
第361行·软件测试开发工程师
土豆叔说经济·投资的风险
丹先生寻踪·蜂鸟翅膀的故事
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內容試閱:
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像鸟儿那样飞
鸟儿们舒展翅膀凌空翱翔,这本领让聪明的人类羡慕不已。人们从很早的古代开始,就一直在探究鸟儿飞行的秘密,照着鸟翅的样子制造超大的翅膀背在身上当“鸟人”,达·芬奇还专门画过扑翼机的草图,后来不停有人试飞扑翼机,但却尝尽了失败的滋味。
有了翅膀,人类怎么还是飞不起来呢?是不是还有什么人类没有学到的飞行机密呢?
NO.1没有流线好身形
在自然界里,飞行的鸟儿们天生就拥有纺锤形或者梭形的流线型好身材。跟其他体形比起来,流线型的身体更能减少空气阻力,借助迎面吹来的风获得上升的空气浮力。人类要想飞起来,以现有的大块头和体形,那是不行的。
NO.2没有坚韧的飞行羽毛
翅膀够大、够轻就一定管用吗?失败的经验告诉人们,这也不是万能法宝。鸟儿的翅膀其
实是有一定弧度的,气流穿过弯曲的翅膀时会产生一股向上的力量,让鸟儿飞起来。更重要的是,鸟儿的翅膀上分布着一些坚韧的羽毛——飞羽,它们可以帮助鸟儿控制速度。通过把飞羽完全展开或弯曲成一定的角度,鸟儿可以加快或者降低飞行速度。
NO.3骨骼太沉
不管是对人类还是鸟类来说,骨骼都是支撑身体的重要结构。不过骨骼自身是有一定重量的,要飞行得严格控制体重才行,因此鸟儿给自己的骨骼“减重”——它们的骨骼是中空的,骨骼内部有强化的骨柱支撑,里面充满了空气。中空的骨骼大大减轻了鸟儿的体重,比如鸽子的骨骼就只占全身体重的120。而人类的骨骼内部却是蜂窝状的,里面含有骨髓,跟鸟儿比起来,实在是太沉了。
NO.4胸肌不够发达
人类没有鸟儿那样强劲发达的胸肌,支撑不了长时间连续的拍翅动作。飞行的鸟儿基本上都有突出的胸骨,这能增大胸肌的附着面积。有了强大的胸肌,鸟儿可以轻易、持续地扇动翅膀,也更能增加飞行的稳定性。
NO.5缺少气囊
人类只用肺部呼吸,这对飞行来说也是一大弱点。因为长时间、长距离的飞行是一项剧烈运动,会消耗很多氧气,光靠肺部呼吸,氧气供应跟不上。飞行的鸟儿使用双重呼吸,除了肺部,它们身体里还有气囊在为呼吸工作。
NO.6扑翼过程不好学
拍打翅膀的动作看似简单,其实藏着很多玄机。至今,人类也只是明白其中的一部分。比如向下拍翅膀的时候,鸟儿会伸直翅膀,并控制羽毛让翼尖前缘向下扭曲一定的角度,帮
助鸟儿提供升力和前进的推力。鸟儿向上抬翅膀时,翅膀会稍微收缩,尽可能多地减少阻力。
人类的体力足够飞上天吗?
下面是达·芬奇对这个问题的看法:
让一个人站在海边,观察他的脚印有多深。然后让他在原地背起另一个人,你会看到这时的脚印会比之前深很多。再让他把背上的人放下,离开原来的位置,然后再使劲儿往上跳,你会发现他跳起再落下后的脚印比他背一个人时的脚印要深得多。这充分说明人体拥有的力量是能支撑自己体重的力量的两倍还要多。达·芬奇的思维方式是不是很有趣?
四个力让飞机平稳飞行
一架满载乘客的飞机进入跑道滑行,速度和动能越来越大,然后慢慢地从地面抬头,腾跃入空中,飞向目的地。是什么力量让飞机在空中平稳地运行呢?是重力、阻力、推力、升力这四大力。人类通过巧妙的设计,使这些力量共同作用,让飞机平稳地飞行。
阻力
阻力是影响飞机飞行的一个关键力量。飞机向前飞行时,它周围的气流会产生一种阻碍它向前飞行的力,那就是阻力。我们知道,滑雪者在滑雪时通常会弓着身子,一方面是为了能更好地保持平衡,另一方面也是为了能减少受到的空气阻力。飞机也是如此。飞机的形状、速度和空气的黏性等许多因素都会影响飞机受到的阻力大小。一旦飞机的速度足够快,小小的起落架如果不收回,它受到的空气阻力就足以把它扯断。很恐怖吧!
升力
升力是飞机能否腾空的另一个关键力量。对于飞机来说,机翼的结构是飞行的关键。事实上,机翼的形状是飞机能否升空和开展离地后运动最核心的部分。带有向上迎角的上凸机翼在空气中移动时,机翼表面的压力会产生变化。机翼底部的压力会慢慢变大,而顶部压力慢慢变小,这个压力差逐渐产生向上的升力,最终使得飞机克服重力,一飞冲天。
推力
推力是推动飞机向前运动的力。推力是必要的力,因为它是让飞机克服阻力向前飞行的幕后推手。对大多数飞机来说,推力由飞机的发动机产生。推力推动飞机向前,它使机翼与空气产生了相对运动,这为机翼产生升力创造了条件,但推力本身不会使飞机升空——这同很多人认为推力使飞机升空的想法可能不同。
重力
重力是飞机飞行时所受的四大力之一。重力指物体受到的地球引力,这个力会把物体“拉”回到地球。比如在起飞前,飞机能安静地停留在地面上,就是由于受到重力的缘故。由于飞机的密度比空气的大,因此在没有受到其他外力的情况下,飞机不会自动飘到空中。要想让飞机飞起来,必须给飞机一个向上的升力来克服它受到的重力,不然它只能留在地面上。
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