第七章第二节升力是怎样产生的
任何航空器都必须产生大于自身重力的升力才能升空飞行，这是航空器飞行的基本原理
。前面我们提到，航空器可分为轻于空气的航空器和重于空气的航空器两大类。轻于空气的
航空器如气球、飞艇等，其主要部分是一个大大的气囊，中间充以比空气密度小的气体（如
热空气、氢气等），这样就如同我们小时候的玩具氢气球一样，可以依靠空气的静浮力升上
空中。远在一千多年以前，我们的祖先便发明了孔明灯这种借助热气升空的精巧器具，可以
算得上是轻于空气的航空器的鼻祖了。
机翼是怎样产生升力的呢？让我们先来做一个小小的试验：手持一张白纸的一端，由于
重力的作用，白纸的另一端会自然垂下，现在我们将白纸拿到嘴前，沿着水平方向吹气，看
看会发生什么样的情况。哈，白纸不但没有被吹开，垂下的一端反而飘了起来!这是什么原
因呢？流体力学的基本原理告诉我们，流动慢的大气压强较大，而流动快的大气压强较小，
白纸上面的空气被吹动，流动较快，压强比白纸下面不动的空气小，因此将白纸托了起来。
这一基本原理在足球运动中也得到了体现。大家可能都听说过足球比赛中的“香蕉球”，在
发角球时，脚法好的队员可以使足球绕过球门框和守门员，直接飞入球门，由于足球的飞行
路线是弯曲的，形似一只香蕉，因此叫做“香蕉球”。这股使足球偏转的神秘力量也来自于
空气的压力差，由于足球在踢出后向前飞行的同时，还绕自身的轴线旋转，因此在足球的两
个侧面相对于空气的运动速度不同，所受到的空气的压力也不同，是空气的压力差蒙蔽了守
门员。
对于固定翼的飞机，当它在空气中以一定的速度飞行时，根据相对运动的原理，机翼相
对于空气的运动可以看作是机翼不动，而空气气流以一定的速度流过机翼。空气的流动在日
常生活中是看不见的，但低速气流的流动却与水流有较大的相似性。日常的生活经验告诉我
们，当水流以一个相对稳定的流量流过河床时，在河面较宽的地方流速慢，在河面较窄的地
方流速快。流过机翼的气流与河床中的流水类似，由于机翼一般是不对称的，上表面比较凸
，而下表面比较平，流过机翼上表面的气流就类似于较窄地方的流水，流速较快，而流过机
翼下表面的气流正好相反，类似于较宽地方的流水，流速较上表面的气流慢。这样机翼下表
面的压强就比上表面的压强高，换一句话说，就是大气施加于机翼下表面的压力(方向向上)
比施加于机翼上表面的压力(方向向下)大，二者的压力差便形成了飞机的升力。
当飞机的机翼为对称形状，气流沿着机翼对称轴流动时，由于机翼两个表面的形状一样
，因而气流速度一样，所产生的压力也一样，此时机翼不产生升力。但是当对称机翼以一定
的倾斜角（称为攻角或迎角）在空气中运动 时，就会出现与非对称机翼类似的流动
现象，使得上下表面的压力不一致，从而也会产生升力。
飞机的分类
由于飞机构造的复杂性，飞机的分类依据也是五花八门，我们可以按飞机的速度来划分
，也可以按结构和外形来划分，还可以按照飞机的性能、年代来划分，但最为常用的分类法
为以下两种：
1按飞机的用途分类
飞机按用途可以分为军用机和民用机两大类。军用机是指用于各个军事领域的飞机，而
民用机则是泛指一切非军事用途的飞机(如旅客机、货机、农业机、救护机以及试验研究机
等)。
军用机的传统分类大致如下：
歼击机：又称战斗机，第二次世界大战以前称驱逐机。其主要用途是与敌方歼击机进行
空战，夺取制空权，还可以拦截敌方的轰炸机、强击机和巡航导弹。
强击机：又称攻击机，其主要用途是从低空和超低空对地面(水面)目标(如防御工事、
地面雷达、炮兵阵地、坦克、舰船等)进行攻击，直接支援地面部队作战。
轰炸机：是指从空中对敌方前线阵地、海上目标以及敌后的战略目标进行轰炸的军用飞
机。按其任务可分为战术轰炸机和战略轰炸机两种。
侦察机：是专门进行空中侦察，搜集敌方军事情报的军用飞机。按任务也可以分为战术
侦察机和战略侦察机。
运输机：是指专门执行运输任务的军用飞机。
预警机：是指专门用于空中预警的飞机。
其他军用飞机：包括电子干扰机、反潜机、教练机、空中加油机、舰载飞机等。
当然，随着航空技术的不断发展和飞机性能的不断完善，军用飞机的用途分类界限越来
越模糊，一种飞机完全可能同时执行两种以上的军事任务，如美国的F-117战斗轰炸机，既
可以实施对地攻击，又可以进行轰炸，还有一定的空中格斗能力。
2按飞机的构造分类
由于飞机构造复杂，因此按构造的分类就显得种类繁多。比如，我们可以按机翼的数量，
将飞机分为单翼机、双翼机和多翼机；也可以按机翼的形状分为平直翼飞机、后掠翼飞机
和三角翼飞机；我们还可以按飞机的发动机类别分为螺旋桨式和喷气式两种。图表中列出了
常用的构造形式分类法。
飞机的结构
飞机作为使用最广泛、最具有代表性的航空器，其主要组成部分如下：
推进系统：包括动力装置(发动机及其附属设备) 以及燃料。其主要功能是产生推动飞
机前进的推力(或拉力)。
操纵系统：其主要功能是形成与传递操纵指令，控制飞机的方向舵等，使飞机按预定航线
飞行。
机体：我们所看见的飞机整个外部都属于机体部分，包括机翼、机身及尾翼等。机翼用
来产生升力；同时机翼和机身中可以装载燃油以及各种机载设备，并将其他系统或装置连接
成一个整体，形成一个飞行稳定、易于操纵的气动外形。
起落装置：包括飞机的起落架和相关的收放系统。其主要功能是飞机在地面停放、滑行时支
撑整个飞机，同时还能吸收飞机着陆和滑行时的撞击能量并操纵滑行方向。
机载设备：是指飞机所载有的各种附属设备，包括飞行仪表、导航通讯设备、环境控制
、生命保障、能源供给等设备，以及武器与火控系统(对军用飞机而言)，或客舱生活服务设
施(对民用飞机而言)。
从飞机的外面看，我们只能看见机体和起落装置这两部分。下面我们着重来看一看机体
的结构。由于机体是整个飞机的外壳，气流的作用力直接作用在机体上，而且机体连接着飞
机的各个组成部分，因此它所承受的外力很大(尤其是飞机的飞行速度很高时)，这就要求机
体的结构不但要轻，而且要有相当高的强度。所以飞机的机体除了采用强度很高的金属材料
外，其结构是一种中空的梁架结构(有一点类似于老式房顶的结构)，这种结构既能保证飞机
有足够的强度，又能减轻飞机的重量，而且机翼中间还可以装载燃油等物品。
有些飞机的机翼和机身是一体的(术语称为翼身融合技术)，整个飞机就像一个大的飞翼
(如美国的B-2隐形轰炸机)。飞机的尾翼一般包括水平尾翼(简称平尾)和垂直尾翼(简称立尾
)。平尾中的固定部分称为水平安定面，可偏转的部分称为升降舵(操纵它可以控制飞机的升
降，所以叫升降舵)；立尾中的固定部分称为垂直安定面，可偏转的部分称为方向舵(操纵它
可以控制飞机飞行的方向，所以叫方向舵)。安定面的作用是使飞机的飞行平稳(术语叫静稳
定性)。有些飞机没有水平尾翼；有些飞机则把水平尾翼放在了机翼的前面，叫做鸭翼。
