本题问题:西欧和俄国学者曾对18世纪传入欧洲的中国民间玩具竹蜻蜓进行过研究和实验,竹蜻蜓旋转飞升的原理与现代____相同。
本题选项:
A.火箭
B.飞机
C.直升机
D.无人机
正确答案:直升机
题目来源:暂无
出题单位:航空工业出版社
拓展阅读:
西欧和俄国学者曾对18世纪传入欧洲的中国民间玩具竹蜻蜓进行过研究和实验,竹蜻蜓旋转飞升的原理与现代直升机相同。
竹蜻蜓的原理其实和直升机一样,都是利用叶片的旋转来产生升力,从而克服自身重力,来达到飞行的目的。
竹蜻蜓升空原理为:当旋翼旋转时,旋转的叶片将空气向下推,形成一股强风,而空气也给竹蜻蜓一股向上的反作用升力,这股升力随著叶片的倾斜角而改变,倾角大升力就大,倾角小升力也小。阻力面积愈大,所需的旋转力愈大,因此在实际竹蜻蜓的操作中并不实用,可能需要在力与角度面积中找出一个平衡点使得竹蜻蜓省力好操作又飞得高。
竹蜻蜓的叶片是两片左右对称并带有一定角度的薄片,薄片的横截面一般是圆头尖尾型,上表面带一定的弧度,下表面一般为直线,这与现代低速飞机上所采用的翼型基本相同。
当竹蜻蜓的叶片旋转时,通过竹蜻蜓叶片上的气流会绕过叶片本身,由于上表面的气流通过的距离笔下表面要长(两点之间,直线距离最短),所以,迫使上表面的气流运动速度要高于下表面,以便气流在同一时间汇聚于叶片的尾部。
在低速流动状态下,气流的速度越高,则其压力(静压)就越底,这就造成上表面的压力低于小表面,从而使得上下表面产生压力差,具体表现为叶片上产生一个指向上表面的合力,这个力就是叶片上的升力。
竹蜻蜓是一种中国传统的民间儿童玩具之一,流传甚广。竹蜻蜓由两部分组成。一是竹柄。二是“翅膀”。玩时,双手一搓,然后手一松,竹蜻蜓就会飞上天空。
旋转一会儿后,才会落下来。它是中国古代一个很精妙的小发明,这种简单而神奇的玩具,曾令西方传教士惊叹不已,将其称为“中国螺旋”。
二十世纪三十年代,德国人根据“竹蜻蜓”的形状和原理发明了直升机的螺旋桨。
竹蜻蜓的飞行性能取决于以下几点:
1、升力与重力的差别,如果升力小于重力,则竹蜻蜓不能正常飞行,这就需要将叶片做的尽量薄;
2、升力与阻力的关系:升力随着叶片的角度的增大而增加,而阻力也随之增加,在某一临界角度,升力的增加速度小于阻力的增加速度,从而使得阻力的大小达到不可接受的水平,即失速,这会严重影响飞行性能,所以,竹蜻蜓叶片的角度不能过大,建议选取在15度左右;
3、重心的位置:重心位置如果不在竹蜻蜓的几何中心线上,会导致竹蜻蜓飞行不稳定,要保证垂直的竹棍与叶片之间的垂直度,不然或导致竹蜻蜓飞行时尾部严重摆动,并最终失稳,失速。
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