飞机为什么会飞？不是有“翅膀”这么简单

　　飞天逐梦，叩问苍穹。飞机为什么会飞呢？航天飞机是飞机吗……10月28日，在山西省科技馆举办的“山西科学讲坛”公益讲座上，毕业于北京航空航天大学，长期从事航空科普工作的宁波，带来内容丰富、精彩纷呈的航空航天系列主题讲座——神奇的飞行，通过直观的图片、动画和视频展示，带大家一起走进了人类对飞行器的探索之旅。
中国古代航空四大发明都与科技发展有关
　　自古以来，人类一直都有着飞天的梦想。“你们发现没有，人类的飞天梦常与科技相伴？”宁波说，我国古代就有与航空有关的四大发明，它们就是风筝、火龙出水、竹蜻蜓、孔明灯。
　　风筝发明于东周春秋时期，距今已2000多年。英国博物馆把中国的风筝称为“中国的第五大发明”，它与现在的固定翼飞行器对应。风筝的飞行原理是通过牵引绳拉力使其与空气产生相对运动，进而在固定翼面上获得一个径直向上的风力。而滑翔机是靠大气中上升气流的托举，实现可控、无动力飞行，若没有上升气流，滑翔时就会很快落回地面。莱特兄弟就是以风筝为基础，研制试飞三架滑翔机后，突破滑翔成功实现“人类第一架有动力飞行的飞机”。
　　竹蜻蜓对应现在的直升机。竹蜻蜓的发明在东晋学者葛洪的书中已经有详细记录。现代直升机的旋翼就好像竹蜻蜓的叶片，旋翼轴就像竹蜻蜓的那根细竹棍儿，带动旋翼的发动机就好像我们用力搓竹棍儿的双手。
　　孔明灯对应现在的热气球。孔明灯至今已有上千年的历史。在那个时候，人们用竹简绑成方框，在方框上贴纸来做灯笼。然后点燃下面托盘上的松节油，上升的烟雾会把灯笼升到空中。热气球的工作原理也与其相似，当空气被加热时，密度会变小，从而推动物体上升。
　　火龙出水对应如今的火箭。火龙出水是明朝中期（16世纪中叶）出现的一种新式火箭，是二级火箭的始祖。它是明朝的一种武器，首尾做成龙形，长竹筒内外分别装上火药，待飞入敌阵时，引信引爆筒内火药攻击敌方。因多从船上发射，故称“出水火龙”。
飞机为什么会飞？
“如今，飞机已经成为一种普通的交通工具，可是你们想过没，飞机为什么会飞呢？”宁波问。飞机的组成包括螺旋桨、发动机、起落架、机身、机翼、垂直尾翼和水平尾翼。
　　螺旋桨和发动机为飞机提供动力；机身用来载客拉货，连接发动机、机翼和尾翼；起落架既可以支撑飞机，又负责飞机的起降滑跑；机翼可以产生升力；尾翼可以让飞机保持飞行稳定。
　　机翼产生升力，就隐藏着一个很厉害的科学原理，那就是瑞士科学家丹尼尔·伯努利提出的伯努利原理——在流体中，流速越快，产生的压力就越小。
　　例如生活当中，我们将两张打印纸平行放置在面前，然后用嘴吹中间的夹缝，会发现两张纸会向一起靠，这就是空气流速造成纸张两侧压力不一样引起的。那为什么流速大了，压力会变小呢？假如这口气速度特别快，那么在吹气的刹那间，纸内侧没了空气，也就没了压力，所以说，流速越大，压力越小。
　　飞机与空气相对运动时，流经机翼上表面的气流快，压力小；流经机翼下表面的气流慢，压力大，二者间的压力差就是升力。飞机的机翼做成的形状就可以使通过机翼下方的流速低于上方的流速，从而产生机翼上、下方的压强差（即下方的压强大于上方的压强），因此就有了一个升力，这个压强差（或者说是升力的大小）与飞机的前进速度有关。当飞机前进的速度越大，这个压强差，即升力也就越大。所以飞机起飞时必须高速前行，这样就可以让飞机升上天空。当飞机需要下降时，它只要减小前行的速度，其升力自然会变小，它就会下降着陆了。
航天飞机不是飞机
　　大家知道吗，可以飞入太空的航天飞机其实并不是飞机。
　　航天飞机在性质和功能上，相当于火箭和飞机的综合体。当发射升空时，它像火箭一样点火升空；当完成任务返航时，它像飞机一样滑翔降落。
　　那么航天飞机是怎样返航的呢？当航天飞机完成航天任务，准备飞回地面时，宇航员首先启动减速装置，使航天飞机的速度降下来，调整好角度后，航天飞机开始穿越大气层，这时它的速度会再次减慢，当逐渐接近地面时，它会像飞机一样放下轮子，通过滑翔，最后降落在跑道上，经过修正后，返回到发射基地准备下一次航天任务。
　　航天飞机和飞机最大的区别就是航天飞机在大气层内不会自己飞，自身没有动力，从宇宙返回大气层降落到机场跑道上，是靠滑翔来实现的。
　　航天飞机返航时，最难克服的技术难关是如何穿越大气层，因为航天飞机的运行速度太快了，当它进入大气层后，容易跟空气产生剧烈的摩擦而起火燃烧。为了避免这一点，科学家们经过反复研究，研制出了一种特殊的防热材料——硅纤维瓦，然后用它制成航天飞机的“防热外衣”，来抵挡摩擦时产生的高温。
记者 乔静涛