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空中運輸與飛行原理空中運輸與飛行原理

(資料來源： 102學年度第一學期翰林版及南一版自然與生活科技教科書 )

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空中運輸系統依材料與原理，可分為比空氣輕與比空氣重的兩種運輸載具。

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比空氣輕載具的飛行原理• 載具浮升的原理，主要是靠浮力大於重力的原理，以使飛行器航行於空中。

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比空氣重載具的飛行原理• 載具浮升的原理，主要是靠作用力與反作用力原理，以使飛行器航行於空中。

作用力與反作用力

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前進方向的反作用力 -引擎推力

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上升的反作用力 -空氣阻力與昇力

• 飛機起飛時抬起機首產生攻角，是利用空氣阻力與昇力合成反作用力。

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昇力 --白努力原理• 機翼上方弧度比下方大（上方氣體流動的距離比較長），造成上方氣流較快，壓力較小。壓力差使得機翼產生上升的昇力。

白努力原理 - 小實驗 • 拿住紙張的一端，另一端讓它自然垂下，然後在紙張上方用力吹氣，紙張會向上漂浮，這就是「白努力原理」的現象。

白努力原理 -下墜球

V 流速 P壓力

運動方向

P1>P2產生下墜V1

V2

V2 >V1P1

P2

旋轉方向

白努力原理 -上飄球

V 流速 P壓力

運動方向

P2<P1產生上升

V1

V2

V2 < V1P1

P2

旋轉方向

• 主翼 :提供昇力• 水平尾翼 :保持俯仰方向穩定 (抬頭 /低頭 )• 垂直尾翼 :保持偏航方向穩定 (左右偏航 )• 副翼 :保持側滾方向穩定 (左右側滾 )• 主翼上反角 :提供滾轉方向穩定 (防止左右傾斜 )

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機身橫軸線為中心，機首與機尾上下的旋轉稱為俯仰。

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機身重心垂直線為中心，機首與機尾左右的旋轉稱為偏航。

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機身縱軸線為中心，兩邊機翼上下的旋轉稱為側滾。

• 機翼的軸線方向與運動方向的夾角稱為攻角，攻角是影響飛機起飛的重要因素。當攻角加大時，空氣流過上翼面的壓力會逐漸降低，流過下翼面的壓力則會逐漸升高，便能產生抬升的力量，讓飛機上升。

• 雖然攻角愈大，升力越大，但當攻角超過某個臨界值後，會使氣流分叉，升力會突然減小到難以抵抗地心引力，導致飛機高度快速降低，往地面墜落的失速現象。

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