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冲天梦想：达·芬奇的飞行器

像鸟儿那样飞

人类飞行之初：从热气球到飞艇

“飞行者”：莱特兄弟

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四个力让飞机平稳飞行

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像鸟儿那样飞

鸟儿们舒展翅膀凌空翱翔，这本领让聪明的人类羡慕不已。人们从很早的古代开始，就一直在探究鸟儿飞行的秘密，照着鸟翅的样子制造超大的翅膀背在身上当“鸟人”，达·芬奇还专门画过扑翼机的草图，后来不停有人试飞扑翼机，但却尝尽了失败的滋味。

有了翅膀，人类怎么还是飞不起来呢？是不是还有什么人类没有学到的飞行机密呢？

NO.1 没有流线好身形

在自然界里，飞行的鸟儿们天生就拥有纺锤形或者梭形的流线型好身材。跟其他体形比起来，流线型的身体更能减少空气阻力，借助迎面吹来的风获得上升的空气浮力。人类要想飞起来，以现有的大块头和体形，那是不行的。

NO.2没有坚韧的飞行羽毛

翅膀够大、够轻就一定管用吗？失败的经验告诉人们，这也不是法宝。鸟儿的翅膀其

实是有一定弧度的，气流穿过弯曲的翅膀时会产生一股向上的力量，让鸟儿飞起来。更重要的是，鸟儿的翅膀上分布着一些坚韧的羽毛——飞羽，它们可以帮助鸟儿控制速度。通过把飞羽完全展开或弯曲成一定的角度，鸟儿可以加快或者降低飞行速度。

NO.3骨骼太沉

不管是对人类还是鸟类来说，骨骼都是支撑身体的重要结构。不过骨骼自身是有一定重量的，要飞行得严格控制体重才行，因此鸟儿给自己的骨骼“减重”——它们的骨骼是中空的，骨骼内部有强化的骨柱支撑，里面充满了空气。中空的骨骼大大减轻了鸟儿的体重，比如鸽子的骨骼就只占全身体重的1/20。而人类的骨骼内部却是蜂窝状的，里面含有骨髓，跟鸟儿比起来，实在是太沉了。

NO.4胸肌不够发达

人类没有鸟儿那样强劲发达的胸肌，支撑不了长时间连续的拍翅动作。飞行的鸟儿基本上都有突出的胸骨，这能增大胸肌的附着面积。有了强大的胸肌，鸟儿可以轻易、持续地扇动翅膀，也更能增加飞行的稳定性。

NO.5缺少气囊

人类只用肺部呼吸，这对飞行来说也是一大弱点。因为长时间、长距离的飞行是一项剧烈运动，会消耗很多氧气，光靠肺部呼吸，氧气供应跟不上。飞行的鸟儿使用双重呼吸，除了肺部，它们身体里还有气囊在为呼吸工作。

NO.6扑翼过程不好学

拍打翅膀的动作看似简单，其实藏着很多玄机。至今，人类也只是明白其中的一部分。比如向下拍翅膀的时候，鸟儿会伸直翅膀，并控制羽毛让翼尖前缘向下扭曲一定的角度，帮

助鸟儿提供升力和前进的推力。鸟儿向上抬翅膀时，翅膀会稍微收缩，尽可能多地减少阻力。

人类的体力足够飞上天吗？

下面是达·芬奇对这个问题的看法：

让一个人站在海边，观察他的脚印有多深。然后让他在原地背起另一个人，你会看到这时的脚印会比之前深很多。再让他把背上的人放下，离开原来的位置，然后再使劲儿往上跳，你会发现他跳起再落下后的脚印比他背一个人时的脚印要深得多。这充分说明人体拥有的力量是能支撑自己体重的力量的两倍还要多。达·芬奇的思维方式是不是很有趣？

四个力让飞机平稳飞行

一架满载乘客的飞机进入跑道滑行，速度和动能越来越大，然后慢慢地从地面抬头，腾跃入空中，飞向目的地。是什么力量让飞机在空中平稳地运行呢？是重力、阻力、推力、升力这四大力。人类通过巧妙的设计，使这些力量共同作用，让飞机平稳地飞行。

阻力

阻力是影响飞机飞行的一个关键力量。飞机向前飞行时，它周围的气流会产生一种阻碍它向前飞行的力，那就是阻力。我们知道，滑雪者在滑雪时通常会弓着身子，一方面是为了能更好地保持平衡，另一方面也是为了能减少受到的空气阻力。飞机也是如此。飞机的形状、速度和空气的黏性等许多因素都会影响飞机受到的阻力大小。一旦飞机的速度足够快，小小的起落架如果不收回，它受到的空气阻力就足以把它扯断。很恐怖吧！

升力

升力是飞机能否腾空的另一个关键力量。对于飞机来说，机翼的结构是飞行的关键。事实上，机翼的形状是飞机能否升空和开展离地后运动核心的部分。带有向上迎角的上凸机翼在空气中移动时，机翼表面的压力会产生变化。机翼底部的压力会慢慢变大，而顶部压力慢慢变小，这个压力差逐渐产生向上的升力，终使得飞机克服重力，一飞冲天。

推力

推力是推动飞机向前运动的力。推力是必要的力，因为它是让飞机克服阻力向前飞行的幕后推手。对大多数飞机来说，推力由飞机的发动机产生。推力推动飞机向前，它使机翼与空气产生了相对运动，这为机翼产生升力创造了条件，但推力本身不会使飞机升空——这同很多人认为推力使飞机升空的想法可能不同。

重力

重力是飞机飞行时所受的四大力之一。重力指物体受到的地球引力，这个力会把物体“拉”回到地球。比如在起飞前, 飞机能安静地停留在地面上，就是由于受到重力的缘故。由于飞机的密度比空气的大，因此在没有受到其他外力的情况下，飞机不会自动飘到空中。要想让飞机飞起来，必须给飞机一个向上的升力来克服它受到的重力，不然它只能留在地面上。

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飞机，当我们带着好奇心去审视它时，它俨然是一个泥泞的小世界。在那里，历史的车轮轧过的道道辙痕清晰可见—那是人类为飞行梦想执着探索和躬身实践的印迹：从*初梦想与鸟儿比翼齐飞，到如今的背包飞行、超音速飞行，甚至发展为能够自由穿梭于航空和航天两个领域的空天飞行；从滑翔机、扑翼机、热气球、飞艇，到固定翼飞机、旋转翼直升机—人类有了更多飞的选择。因为飞行，我们获得了新的视野，我们到达了原本不可能到达的地方。不过，并不是每一种飞行构想都能转化为飞行器，并不是每一种飞行器都能顺利起飞和降落。当我们试图揭开人类*伟大发明之一背后的秘密时，会发现它比想象的要复杂得多。固定翼飞机是怎样飞起来的？飞机真的能帮我们做到赶上并超过自己的声音，甚至“还没出发，就已经到达”吗？还有我们不得不追问的是，飞机真的是人类*初关于飞行的梦想吗？自由飞翔，能自由到什么程度？好在，我们有了前人的积淀，也可以动手实践，去验证、弄懂这一切，去无限接近我们想要的自由！

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