【分享】定翼機原理

RC

　　莢特兄弟成功進行重於空氣的動力飛行迄今不到百年的今天，人類飛行的距離也自當年的852呎，或59秒的滯空時間推向差不多算是隨心所欲的境界。不過除了超人是仰賴披風戰勝地心引力外，這些飛行器的原理都是差不多的。飛行原理昇力的由來，就是柏努利定律（Bernoulli's Principle）..... ，相信比白痴聰明一點的人都知道，就不說了。飛機之可以成功的離地，即表示她的推力大於空氣阻力，昇力大於地心引力。

動力系統

　　古早人都是用往復式的發動機當動力源。現今的飛機一般都是改用渦輪發動機，可能是渦輪噴射式（Turbo Jet）、渦輪扇式（Turbo Fan）或渦輪螺旋槳式（Turbo Propeller）….. 等，都算是；只因它們的重量輕、效率好、燃油便宜，所以在航空界被普遍重用。不過就是不會有工程師想採用火箭當主要動力。原因很簡單（個人是覺得回答時會很搞笑），因為它不能調節動能。啟動就啟動了，甭想慢下來！
除了產生飛行所需的推力外，發動機亦經各轉能機構提供機上必備的空調和電力系統等。另外，多數的飛機上還具備輔助動力單元（Auxiliary Power Unit），供飛機在地面操作或維修時所需的動力源。

飛行控制

　　設航空器重心為參考點，劃分出三條軸線，並依此進行改變動作。分別是俯仰（Pitch）、滾轉（Roll）和偏航（Yaw）。機身橫軸線為中心，機首/機尾上下的旋轉稱為俯仰；機身縱軸線為中心，兩邊機翼上下的旋轉稱為滾轉；而以機身重心垂直線為中心，機首/機尾左右的旋轉稱為俯仰。所有航空器皆是由上敘三條軸線的協調動作在三度空間中運動。
　　就一般飛機而言，她必需具備各式各樣的控制面來提供飛機飛行中必要的穩定性與各種動作。當今定翼機種類繁雜，但大致上其控制面仍設置/區分為主控制面與次控制面。主控制面有副翼（Aileron）、昇降舵（Elevator）、與方向舵（Rudder）。而次控制面也大致分為三類，為配平片（Tab）、襟翼（Flap）、縫翼（slat）和擾流板（Spoiler）。
當飛機需要俯仰（爬昇或下建）動作時，即是由昇降舵作上下的動作，籍以擾動機身上下的氣流，達到機首/機尾上下角度的改變。當飛機需要滾轉（傾斜）動作時，兩側機翼後方的副翼分別作出相反的動作，籍以改變兩邊機翼昇力，達到機身的旋轉（附註：現在的飛機通常有二組副翼。位於機翼中央附近稱為內副翼，用於高速巡航時。另一組接近於翼尖處，稱為外副翼，通常是低速飛行或降落時發揮功用）。當飛機需要偏航（轉向）動作時，即是由方向舵向左或右致動，籍以擾動機身左右的氣流，達到機首/機尾方向的改變。有了這三組控制面，飛機便可以作任何方向的轉動。當然，要完成一個順暢的轉彎，飛行員必須同時致動這些控制面，才可以使飛機在相同的水平面上改變方向。
　　除了上述三組主控制面，一般飛機尚有次控制面，輔助飛機在不同的速度和不同的重量分佈狀況下操控。配平片通常是附接在主控制面後緣。在副翼、升降舵與方向舵上都有此裝置。它可以幫助飛行員在進行控制動作時，減少負荷。而襟翼與縫翼則屬高昇力裝置。位於機翼後緣的襟翼是一片（或一組）轉動或滑動的翼形，用在改變機翼的弧度（彎曲度），增加機翼面積。縫翼是位在機翼前緣的可伸展翼片，使機翼前緣產生一翼縫，強迫高壓氣流通過機翼上表面，使得機翼不易失速。兩者存在的目的都是增加升力，多運用在飛機低速飛行時（尤其在起飛與降落的低速狀態下），確保有好的昇力。另一個次控制面就是擾流片。大型客機的擾流片通常位於機翼的上表面。飛行時覆貼在翼面上，一經打開後，即擾亂機翼表面氣流而達到破壞昇力和增加阻力的目的。在飛機著陸時，坐在靠兩旁機翼的乘客很容易就可以看到它被用來降低飛機的速度。



人類航空史重要紀事

1783 首次人為操作的氣球昇空
1891 首次人為操作的滑翔飛行
1903 萊特（Wright）兄弟成功發明了飛機
1918 美國開始以飛機運送郵件
1927 林白（Lindbergh）成功橫渡大西洋
1938 首架具座艙加壓的客機問世
1939 塞考斯基（Sikorsky）成功發展了首架實用的直昇機
1947 突破音障
1953 英國發展出首架噴射引擎客機
1967 超人誕生

1柏努利定律
2俯仰、滾轉、俯仰
3控制面（底圖來自美國空軍官方網站）
4發動機產生推力以抵抗飛機行進的阻力，同時使機翼產生昇力而克服重力（地心引力）。

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