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牛顿力学与现代战斗机

发布时间:2021-09-22 09:28来源:奇趣网编辑:QiQu阅读: 当前位置:奇趣网 > 奇趣自然 > 手机阅读

牛顿力学与现代战斗机

X-31旨在研究如何增强战斗机机动性,采用了别样的矢量推进技术,使X-31可向任意一个方向飞行

据腾讯科学(罗辑):牛顿第一定律又可称为惯性定律,旨在解释了物体运动状态与力之间的关系,一切物体都有保持其运动状态不变的属性,这就惯性,而牛顿第二定律主要解释了加速度的问题,在宏观低速下牛二定律具有意义,指出物体的加速度大小与所受的合力成正比,与质量成反比,加速度的方向与合力的方向是相同的。牛顿定律规定了宏观物体的运动状态,日常生活中涉及到的衣食住行都与牛顿定律有关,然而在战斗机的设计中,牛顿定律却扮演着另一种角色,航空专家们在牛顿定律允许的范围内赋予了战斗机出色的飞行性能。

牛顿定律在战斗机气动设计中体现得淋漓尽致,基本原理其实非常简单,但是如何能设计出较高飞行品质、机动能力强的气动却是各国航空专家们需要努力的方向,比如飞行过程中出现的过失速机动动作可以在一定程度上表现出飞行器的特性,DARPA、美国宇航局在X-31试验飞行器上进行了大量的过失速机动测试,其特别的气动外形和动力装置有助于X-31实现各种飞行动作。

战斗机设计中通常会使用推力矢量控制,即通过控制发动机推力方向的改变为战斗机提供各种机动所需要的力矩,工程师需要在牛顿力学定律的基础上深入发掘空气动力特性,使得以往机翼上布设的气动操纵面可以减少或者取消。由推力矢量技术所引入的飞行力学变化又延伸出多种气动模型,这些技术仍然建立在非常简单的牛顿定律基础之上,同时也是ΣF=ma公式的集中体现,该等式中ΣF代表所有作用在物体上的力的矢量和,除以质量后就可以得出飞行器在某个推力条件下的加速度值。

地球上的任何物体都会受到重力的作用,重力作为万有引力的一个分力无时无刻作用着各种物体,牛顿力学中所蕴含的基本定律约束着宏观物体,从复杂的战斗机气动设计到简单的日常生活,牛顿力学统治着方方面面。

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