自然科学起飞

『壹』 请问飞机起飞的原理

主要是由机翼和机身产生的升力将飞机“托”到空中，发动机的推力使飞机往前飞。
升力的原理：
机翼是设计为适合飞行的具有固定“翼型”的。从机翼前缘到后缘，机翼的上表面呈突起状，下表面较为平坦。
气流流过机翼时，被机翼分成上下两股，而在机翼的后缘重新汇合向后流去。因机翼上表面设计成有突起，上表面气流流管比较细，所以速度快、压力小；而下表面气流流管粗， 速度慢，压力大，这就在机翼的上下表面产生压力差。（也可以通俗的理解为空气流过机翼上表面的路程较远，但在机翼后方又要与流过下表面的气流汇合，即上下表面气流流过机翼的时间相等，那么自然上表面的空气流速大，压力小）。这个压力差就为飞机提供升力。升力使飞机在空中飞成为可能。
当飞机的速度足够快，使机翼的相对气流大到能在飞机的表面形成足够的压力差，不小于飞机的重力，飞机就可以起飞了。
关于飞机能飞的原理其实跟风筝能飞是一个道理，具体的理论可以从《空气动力学》中学到，《空气动力学》是航空专业的一门专业基础课。

『贰』 小学科学飞机为什么会飞起来

飞行原理简介（一）

要了解飞机的飞行原理就必须先知道飞机的组成以及功用，飞机的升力是如何产生的等问题。这些问题将分成几个部分简要讲解。

一、飞行的主要组成部分及功用

到目前为止，除了少数特殊形式的飞机外，大多数飞机都由机翼、机身、尾翼、起落装置和动力装置五个主要部分组成：

1. 机翼——机翼的主要功用是产生升力，以支持飞机在空中飞行，同时也起到一定的稳定和操作作用。在机翼上一般安装有副翼和襟翼，操纵副翼可使飞机滚转，放下襟翼可使升力增大。机翼上还可安装发动机、起落架和油箱等。不同用途的飞机其机翼形状、大小也各有不同。

2. 机身——机身的主要功用是装载乘员、旅客、武器、货物和各种设备，将飞机的其他部件如：机翼、尾翼及发动机等连接成一个整体。

3. 尾翼——尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼。水平尾翼由固定的水平安定面和可动的升降舵组成，有的高速飞机将水平安定面和升降舵合为一体成为全动平尾。垂直尾翼包括固定的垂直安定面和可动的方向舵。尾翼的作用是操纵飞机俯仰和偏转，保证飞机能平稳飞行。

4.起落装置——飞机的起落架大都由减震支柱和机轮组成，作用是起飞、着陆滑跑，地面滑行和停放时支撑飞机。

5.动力装置——动力装置主要用来产生拉力和推力，使飞机前进。其次还可为飞机上的其他用电设备提供电源等。现在飞机动力装置应用较广泛的有：航空活塞式发动机加螺旋桨推进器、涡轮喷气发动机、涡轮螺旋桨发动机和涡轮风扇发动机。除了发动机本身，动力装置还包括一系列保证发动机正常工作的系统。

飞机上除了这五个主要部分外，根据飞机操作和执行任务的需要，还装有各种仪表、通讯设备、领航设备、安全设备等其他设备。

二、飞机的升力和阻力

飞机是重于空气的飞行器，当飞机飞行在空中，就会产生作用于飞机的空气动力，飞机就是靠空气动力升空飞行的。在了解飞机升力和阻力的产生之前，我们还要认识空气流动的特性，即空气流动的基本规律。流动的空气就是气流，一种流体，这里我们要引用两个流体定理：连续性定理和伯努利定理：

流体的连续性定理：当流体连续不断而稳定地流过一个粗细不等的管道时，由于管道中任何一部分的流体都不能中断或挤压起来，因此在同一时间内，流进任一切面的流体的质量和从另一切面流出的流体质量是相等的。

连续性定理阐述了流体在流动中流速和管道切面之间的关系。流体在流动中，不仅流速和管道切面相互联系，而且流速和压力之间也相互联系。伯努利定理就是要阐述流体流动在流动中流速和压力之间的关系。

伯努利定理基本内容：流体在一个管道中流动时，流速大的地方压力小，流速小的地方压力大。

飞机的升力绝大部分是由机翼产生，尾翼通常产生负升力，飞机其他部分产生的升力很小，一般不考虑。从上图我们可以看到：空气流到机翼前缘，分成上、下两股气流，分别沿机翼上、下表面流过，在机翼后缘重新汇合向后流去。机翼上表面比较凸出，流管较细，说明流速加快，压力降低。而机翼下表面，气流受阻挡作用，流管变粗，流速减慢，压力增大。这里我们就引用到了上述两个定理。于是机翼上、下表面出现了压力差，垂直于相对气流方向的压力差的总和就是机翼的升力。这样重于空气的飞机借助机翼上获得的升力克服自身因地球引力形成的重力，从而翱翔在蓝天上了。

机翼升力的产生主要靠上表面吸力的作用，而不是靠下表面正压力的作用，一般机翼上表面形成的吸力占总升力的60-80%左右，下表面的正压形成的升力只占总升力的20-40%左右。

飞机飞行在空气中会有各种阻力，阻力是与飞机运动方向相反的空气动力，它阻碍飞机的前进，这里我们也需要对它有所了解。按阻力产生的原因可分为摩擦阻力、压差阻力、诱导阻力和干扰阻力。

1.摩擦阻力——空气的物理特性之一就是粘性。当空气流过飞机表面时，由于粘性，空气同飞机表面发生摩擦，产生一个阻止飞机前进的力，这个力就是摩擦阻力。摩擦阻力的大小，决定于空气的粘性，飞机的表面状况，以及同空气相接触的飞机表面积。空气粘性越大、飞机表面越粗糙、飞机表面积越大，摩擦阻力就越大。

2.压差阻力——人在逆风中行走，会感到阻力的作用，这就是一种压差阻力。这种由前后压力差形成的阻力叫压差阻力。飞机的机身、尾翼等部件都会产生压差阻力。

3.诱导阻力——升力产生的同时还对飞机附加了一种阻力。这种因产生升力而诱导出来的阻力称为诱导阻力，是飞机为产生升力而付出的一种“代价”。其产生的过程较复杂这里就不在详诉。

4.干扰阻力——它是飞机各部分之间因气流相互干扰而产生的一种额外阻力。这种阻力容易产生在机身和机翼、机身和尾翼、机翼和发动机短舱、机翼和副油箱之间。

以上四种阻力是对低速飞机而言，至于高速飞机，除了也有这些阻力外，还会产生波阻等其他阻力。

三、影响升力和阻力的因素

升力和阻力是飞机在空气之间的相对运动中（相对气流）中产生的。影响升力和阻力的基本因素有：机翼在气流中的相对位置（迎角）、气流的速度和空气密度以及飞机本身的特点（飞机表面质量、机翼形状、机翼面积、是否使用襟翼和前缘翼缝是否张开等）。

1.迎角对升力和阻力的影响——相对气流方向与翼弦所夹的角度叫迎角。在飞行速度等其它条件相同的情况下，得到最大升力的迎角，叫做临界迎角。在小于临界迎角范围内增大迎角，升力增大：超过临界临界迎角后，再增大迎角，升力反而减小。迎角增大，阻力也越大，迎角越大，阻力增加越多：超过临界迎角，阻力急剧增大。

2.飞行速度和空气密度对升力阻力的影响——飞行速度越大升力、阻力越大。升力、阻力与飞行速度的平方成正比例，即速度增大到原来的两倍，升力和阻力增大到原来的四倍：速度增大到原来的三倍，胜利和阻力也会增大到原来的九倍。空气密度大，空气动力大，升力和阻力自然也大。空气密度增大为原来的两倍，升力和阻力也增大为原来的两倍，即升力和阻力与空气密度成正比例。

3，机翼面积，形状和表面质量对升力、阻力的影响——机翼面积大，升力大，阻力也大。升力和阻力都与机翼面积的大小成正比例。机翼形状对升力、阻力有很大影响，从机翼切面形状的相对厚度、最大厚度位置、机翼平面形状、襟翼和前缘翼缝的位置到机翼结冰都对升力、阻力影响较大。还有飞机表面光滑与否对摩擦阻力也会有影响，飞机表面相对光滑，阻力相对也会较小，反之则大.

『叁』 火箭升空所应用的自然科学技术有哪些

1、火箭飞行的基本原理是利用动量守恒定律。为了形象生动地理解能量守恒定律。

2、火箭飞行的基本原理是利用动量守恒定律。为了形象生动地理解能量守恒定律，我们来做一个有趣的小实验。在桌面直线排放一排紧靠在一起的相同大小的硬币，在它的前面用相同大小的硬币来弹击。用几个硬币弹击，那一排后面就有几个硬币被弹出。后面弹出硬币数与弹击硬币数总是相同而跟弹击力大小无关。弹击力加大，只能使后面弹出硬币运动速度加快，移动更远。这是因为弹击用的硬币动量通过传递给最后几个相同数目的硬币，并使起运动，在这种传递转换过程中，能量的总量是不变的，这就是守恒的体现。（注：系统中有摩擦存在，有一定的能量损耗）

3、火箭在飞行时，燃料和氧化剂在燃烧室中燃烧，背着飞行方向不断地喷出大量速度很大的气体，使火箭在飞行方向上获取很大的动量，从而获得巨大的前进速度。如果飞行的宇宙飞船减速或着陆时，则向其前方喷气使其减速。它不依靠空气的作用，所以可以在空气稀薄的高空或宇宙空间飞行。

『肆』 飞机起飞的原理是什么

在真实且可产生升力的机翼中，气流总是在后缘处交汇，否则在机翼后缘将会产生一个气流速度为无穷大的点。这一条件被称为库塔条件，只有满足该条件，机翼才可能产生升力。在理想气体中或机翼刚开始运动的时候，这一条件并不满足，粘性边界层没有形成。

通常翼型（机翼横截面）都是上方距离比下方长，刚开始在没有环流的情况下上下表面气流流速相同，导致下方气流到达后缘点时上方气流还没到后缘，后驻点位于翼型上方某点，下方气流就必定要绕过尖后缘与上方气流汇合。

由于流体黏性（即康达效应），下方气流绕过后缘时会形成一个低压旋涡，导致后缘存在很大的逆压梯度。随即，这个旋涡就会被来流冲跑，这个涡就叫做起动涡。根据海姆霍兹旋涡守恒定律，对于理想不可压缩流体在有势力的作用下翼型周围也会存在一个与起动涡强度相等方向相反的涡，叫做环流，或是绕翼环量。

环流是从机翼上表面前缘流向下表面前缘的，所以环流加上来流就导致后驻点最终后移到机翼后缘，从而满足库塔条件。由满足库塔条件所产生的绕翼环量导致了机翼上表面气流向后加速，由伯努利定理可推导出压力差并计算出升力。

这一环量最终产生的升力大小亦可由库塔-茹可夫斯基方程计算：L（升力）=ρVΓ（气体密度×流速×环量值）这一方程同样可以计算马格努斯效应的气动力。根据伯努利定理——“流体速度越快，其静压值越小（静压就是流体流动时垂直于流体运动方向所产生的压力）。”

因此上表面的空气施加给机翼的压力F1小于下表面的F2。F1、F2的合力必然向上，这就产生了升力。升力的原理就是因为绕翼环量（附着涡）的存在导致机翼上下表面流速不同压力不同。

(4)自然科学起飞扩展阅读：

飞机的动力装置的核心是航空发动机，主要功能是用来产生拉力或推力克服与空气相对运动时产生的阻力使飞机前进。次要功能则是为飞机上的用电设备提供电力，为空调设备等用气设备提供气源等。飞机的动力装置除发动机外，还包括一系列保证发动机正常工作的系统，如引擎燃油系统、引擎控制系统等。

现代飞机的动力装置一般为涡轮引擎（喷射引擎）和往复式引擎两种。应用较广泛的配置方式有四种：航空活塞式发动机加螺旋桨推进器；涡轮喷射引擎；涡轮螺旋桨引擎；涡轮扇引擎。随着航空技术的发展，火箭发动机、冲压引擎、原子能航空发动机、脉冲爆震发动机等，也有可能会逐渐被采用。

『伍』 飞机起飞的原理图解

飞机起飞的原理图解：

1、飞机上升是根据伯努利原理，即流体（包括气流和水流）的流速越大，其压强越小；流速越小，其压强越大。

(5)自然科学起飞扩展阅读：

飞机优缺点：

优点

喷气式客机的时速在810千米左右，机动性高。飞机飞行不受高山、河流、沙漠、海洋的阻隔，而且可根据客、货源数量随时增加班次。

据国际民航组织统计，民航平均每亿客公里的死亡人数为0.4人，是普通交通方式事故死亡人数的几十分之一到几百分之一，是比火车更为安全的交通运输方式。

缺点

价格太贵。无论是飞机本身还是飞行所消耗的油料相对其他交通运输方式都高昂的极多。

受天气情况影响。虽然航空技术已经能适应绝大多数气象条件，但是风、雨、雪、雾等气象条件仍然会影响飞机的起降安全。

起降场地也有限制。飞机必须在飞机场起降，一个城市最多不过几个飞机场，而且机场受周围净空条件的限制多分布在郊区。由于从飞机场到市区往往需要一次较长的中转过程，由此给高速列车提供了800公里以内距离的城际运输市场空间。

因此飞机只适用于重量轻，时间紧急，航程又不能太近的运输。

危险：虽然民航客机每亿客公里的死亡人数远低于其他运具，但批评者认为飞机本身旅程亦远比其他运具长，所以这个数值被拉低。在某些数据上飞机并不是特别安全。

飞机的事故率虽然比火车低，但是飞机一旦失事，将会有极少人生还甚至无人生还。飞机与地面失去联系，就无法安全飞行。

『陆』 近代自然科学的主要内容及意义

（1）分科研究
近代自然科学诞生于十五世纪下半叶,和古代人把自然界作为一个整体加以考察的方法不同,近代自然科学把自然界划分为不同的领域和侧面,例如分为动物界、植物界和矿物界或者分为机械运动、物理运动、化学运动和生命运动等分门别类地加以研究。科学家已不再关心古代自然哲学所讨论的那些诸如世界本原和运动的源泉问题,而是着眼于自然界的特殊的具体问题,探索各种运动形式的特殊规律.
（2）近代自然科学建立在科学实验的基础上
近代每一门自然科学都要依据观察实验所积累的材料对探讨的自然现象提出理论上的解说和说明，自然科学的研究工作不像古代学者那样依靠哲学思辨对自然界提出种种猜测,也不像古代工匠那样仅仅追求某种实际的目标(如制造某种产品,改进某种技艺),他追求的是对自然界的理解。为了揭示现象背后的规律,要求必须把自然现象从实际的生产过程和技术实践中抽取出来,在人为控制下加以研究,这就是近代自然科学所开创的实验方法。科学实验作为一种独立的实践活动从生产中分化出来,成为近代自然科学赖以发展的一个最切近的基础。恩格斯在总结近代自然科学的发展时指出:“现代自然科学与古代人的天才的自然哲学的直觉相反,同阿拉伯人的非常重要的但是零散的并且大部分已经无结果的消逝了的发现相反,他唯一的达到了科学的、系统的和全面的发展”〔2〕。这段话指出了近代自然科学与古代自然科学的重大差别。
一提到中世纪,人们总认为一团漆黑,这种看法是不全面的。只有从时间上划界,才能说清楚.科学史一般把中世纪时期分为两段,公元11世纪以前的五百年为前期；11世纪至15世纪为后期。中世纪的前期，科学遭到教会血腥镇压,几乎一片空白，是真正的黑暗期；中世纪后期,特别是当欧洲人从阿拉伯人那里找到了他们祖先留下的文化遗产后,科学技术有了复苏，是中世纪的苏醒期。（2）世俗大学的建立为欧洲科技起飞和科学革命准备了力量．
十一世纪后期，意大利成立了欧洲历史上第一所正规大学，此后，欧洲各地相继出现了许多大学，如牛津大学（1168）和剑桥大学(1209)及巴黎大学(1200)等.至十四世纪末欧洲已有65所大学[7]。这些大学成为当时学习和交流科学技术的专门学术机构,为欧洲科技起飞,也为近代科技在欧洲的诞生准备了条件。从大学开设的课程来看,既包括人文学科,也包括自然学科,语法、修辞、逻辑、数学、几何、天文、音乐、法律、医学等一应俱全,在校学生多达千人,学制5-6年,这些大学同时也为欧洲的科技革命提供了生力军。文艺复兴运动的主将有三分之二都是以前这些大学培养出来的,如罗吉尔·培根、达芬奇、哥白尼、薄伽丘、塞万提斯、布鲁诺等。而与此同时的中国高等教育还袭用以前的“程朱理学”，“四书”“五经”千古不变，“农医天算”悉听君便，自然科学始终屈从于人的实用意图,不但起步较晚,而且时兴时废,完全掌握在统治阶级的手中。那时连办新式大学的想法都没有,这不能不是一个差距。
（3）欧洲中世纪已有了近代科学实验思想的先驱
在中世纪后期，继古希腊阿基米德之后出现又一位科学思想的先驱者――――罗吉尔·培根。罗·培根的最伟大之处在于，在经院哲学盛行的时候，他大胆地卓有见识地提倡研究自然科学，特别是用实验的方法去研究自然界。他说“聪明人通过实验来认识理智和物质的原因，没有实验什么东西也不能令人满意地得到理解”。〔8〕罗·培根在重视实验的同时也很重视数学，他认为经验的材料必须用数学加以整理和论证，任何一门科学都不能离开数学。我们知道，实验方法和数学方法以及二者的结合，是近代自然科学赖以建立的支柱，这样的研究方法在阿基米德那里已见开端，罗·培根把它提到了原则的高度，如果说古希腊科学离近代科学已是一步之差，那么中世纪后期就已到了科学的边缘。由此可见，古希腊科学的理论优势加上中世纪科学思想的先入为主，造就了近代科学诞生的温床，科学选择了欧洲正像欧洲选择了科学作为文明复兴的法宝一样，都是理所当然的。近代中国科学落后的原因既是一个谜，也是一个有争议的话题，不可能存在单一的终极原因。如果从科学自身去找原因，可能会最有助于问题的解决。如果把近代中国科学落后的原因分为外因和内因，那么古代中西科学特点的差异就是内因；如果把近代中国科学落后的原因分为主要原因和次要原因，那么中西科学特征的差异就是主因，科学自身的缺陷和封建统治阶的不予重视是形成中国近代科学落后的根源，而科学的缺陷主要集中在思维方式的差异上，逻辑理论思维的欠缺是古代中国科学的制约因素。本文只从中西科学特点的差异探究这一难题，意在突出科学思想和科学精神对一个民族和地域的科学发展意义重大，希望有关部门能以之为鉴

『柒』 有关自然科学发明的作文

在生活中，大自然给了我们许多的启示，有很多的发明创造都是从动植物身上发现的。小青蛙为什么一定要等飞蛾起飞才发动攻击呢？通过多次实验，仿声学家终于发明了电子蛙眼。
为了弄清楚为什么青蛙一定要等飞蛾起飞才发动攻击，仿生学家对青蛙进行了特殊的实验研究。原来，蛙眼视网膜的神经细胞分成五类，一类只对颜色起反应，另外四类只对运动目标的某个特征起反应，并能把分解出的特征信号输送到大脑视觉中枢——视顶盖。视顶盖上有四层神经细胞，第一层对运动目标的反差起反应；第二层能把目标的凸边抽取出来；第三层只看见目标的四周边缘；第四层则只管目标暗前缘的明暗变化。这四层特征就好像在四张透明纸上的画图，叠在一起，就是一个完整的图像。因此，在迅速飞动的各种形状的小动物里，青蛙可立即识别出它最喜欢吃的苍蝇和飞蛾，而对其他飞动着的东西和静止不动景物都毫无反应。
这种电子蛙眼能像真的蛙眼那样，准确无误地识别出特定形状的物体。把电子蛙眼装入雷达系统后，雷达抗干扰能力大大提高。这种雷达系统能快速而准确地识别出特定形状的飞机、舰船和导弹等。特别是能够区别真假导弹，防止以假乱真。
电子蛙眼还广泛应用在机场及交通要道上。在机场，它能监视飞机的起飞与降落，若发现飞机将要发生碰撞，能及时发出警报。在交通要道，它能指挥车辆的行驶，防止车辆碰撞事故的发生。
在生活中，我们要仔细观察周围的生物，有所发现，有所发明。