審核專家:錢航 中國航天科技集團一院航天科普專家
塑料袋和火箭這兩個物品好像怎么看都無法聯(lián)系到一起,塑料袋火箭這個組合又是從何而來呢?真的能起飛上天嗎?一起向下看吧!
塑料袋火箭,必不可少的就是塑料袋了!我們需要先準備一個大大的塑料袋,把它吹滿,如下圖所示:
這時候大家可能犯難了,這么大的塑料袋,靠人吹可得吹到什么時候?。磕敲?,我們不妨試試在離袋口一定距離的位置,再朝內(nèi)吹氣,看,塑料袋一下就鼓起來了!
塑料管吹鼓后,將袋口系住,在塑料袋尾端粘貼幾個小尾翼,這樣,一個塑料袋火箭就做好了。
神奇的伯努利原理
為什么在距離袋口一定位置的地方,一口氣就可以把這么大的塑料袋吹鼓呢?不知道大家還記不記得此前小編和大家分享的電風(fēng)扇制冷秘笈?里面曾提到過“伯努利原理”,也就是流速大的地方壓強小。
在稍微遠離袋口的位置吹氣,袋口中間的氣體流速就會大于周圍,在中間形成一個低壓區(qū),四周壓強更大的空氣就會自動往袋子里面灌。
尾端的尾翼
火箭添置尾翼的目的,主要是為了提高直線飛行時的氣動穩(wěn)定性。
在大氣中高速直線飛行時,火箭會遇到各種擾動,當(dāng)火箭引擎沒有足夠的力量恢復(fù)時,火箭會失去穩(wěn)定性。如果不及時糾正,在慣性力、空氣阻力的共同的作用下,微小的擾動會被迅速放大。而尾翼會提供反方向的力,可以大幅提高火箭的穩(wěn)定性。這樣一來,擁有了尾翼的塑料袋火箭也就能飛得更加穩(wěn)定啦!
不過尾翼也不是越多越好,一般情況下,尾翼是三到四個對稱放置的。當(dāng)火箭稍微偏離其路徑時,尾翼會借助反向產(chǎn)生的空氣阻力使其再次回到原來的軌道上。如果只有兩個的話,則與尾翼平行的平面的擾動將無法得到糾正,火箭將偏離航向。尾翼超過四個的話,效果并不會提升,但會產(chǎn)生過多的空氣阻力,影響飛行。
生活中的應(yīng)用
當(dāng)你坐在飛機上時,有沒有想過飛機這個龐然大物為什么能起飛?相信已經(jīng)有人猜出來了,沒錯!飛機的起飛就運用了伯努利原理!
飛機機翼的翼型都是經(jīng)過特殊設(shè)計的,當(dāng)氣流經(jīng)過機翼上下表面時,上表面路程要比下表面長,氣流在上表面的流速要比在下表面流速快。
據(jù)伯努利原理可知,流速大的地方壓強小,流速小的地方壓強大,因此下表面的壓強大于上表面的壓強,由此產(chǎn)生壓力差,這個壓力差就是使飛機飛起來的升力。
另外,在站臺等高鐵時,工作人員也會不停播報提醒“站在安全線內(nèi)候車”,這也是因為伯努利原理。
行進中的列車會帶動附近的空氣快速流動,此時人與列車之間的空氣流速遠大于人背部空氣的流速,因此,來自背部后方的強大壓力就會把人們推向前。
接下來,咱們再說說飛機的尾翼。尾翼是飛行控制系統(tǒng)的重要組成部分。尾翼主要用來操縱飛機俯仰和偏轉(zhuǎn),以及保證飛機能平穩(wěn)地飛行。尾翼是安裝在飛機尾部的一種裝置,可以增強飛行的穩(wěn)定性。大多數(shù)尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼,也有少數(shù)采用V型尾翼。尾翼可以用來控制飛機的俯仰、偏航和傾斜以改變其飛行姿態(tài)
尾翼一般分為垂直尾翼和水平尾翼。水平尾翼由固定的水平安定面和可動的升降舵組成;垂直尾翼則包括固定的垂直安定面和可動的方向舵。