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原來如此│懸停 竹蜻蜓和直升機

人類一直有擺脫地心引力, 駐足藍天的夢想。 隨著科技進步, 如今人們可以借助飛機在天空中翱翔。

直升機是如何完成懸停的呢?

在上一期節目裡, 驗證者通過水下懸停與熱氣球空中懸停, 得到了利用水的浮力與空氣的升力進行淩空懸浮的真實感受。

而通過探究蜂鳥在空中的懸停時刻我們發現, 翅膀的拍打頻率是保障體形瘦小的蜂鳥, 在進食時不被大風刮跑的決定因素。

於是, 驗證者想到了依靠高頻率轉動螺旋槳來完成懸停的直升機, 那麼, 直升機究竟是如何完成懸停的呢?

本期節目, 《原來如此》的驗證者將通過探究直升機懸停的原理, 以及通過直升機的乘坐和操作體驗, 感受懸停, 控制懸停, 最終實現能夠自由懸停直升機的目的。

《懸停的奧秘(下)》

【第一環節】竹蜻蜓

為了研究直升機究竟是如何做到精准控制升力與速度, 甚至可以實現淩空懸停的, 我們準備從竹蜻蜓入手。

製作竹蜻蜓

— 竹蜻蜓 · 製作步驟—

選材原由:為什麼古人用竹子做竹蜻蜓?因為竹子韌性好、結實。

我們選擇:我們選擇了同樣材質很輕且有一定韌性的航空輕木為材料,

製作工具:航空輕木、尺子、裁紙刀、鉛筆。

製作步驟:裁切木板,

銼出角度, 配平, 粘豎杆。

竹蜻蜓升空實驗

驗證者手中飛出去的竹蜻蜓在空中先是上升一段時間隨後下降, 看似並沒有在空中懸停。 但是通過高速攝影我們發現, 其實竹蜻蜓在上升到一定高度時懸停住了幾秒鐘, 隨著螺旋槳轉速降低, 竹蜻蜓就隨之落了下來。

【第二環節】直升機

外形和竹蜻蜓相似的直升機, 是帶有發動機提供持續動力的, 而且在所有飛機中, 直升機的功能最多, 它不僅可以朝前後左右四個方向飛, 還可以垂直起降, 所以它不需要跑道就可以起飛。

那麼, 直升機又是如何憑藉一個巨大的旋翼, 完成朝任意方向飛行並且隨時懸停的呢?飛行員又該如何操作, 才能保障直升機在懸停過程中萬無一失呢?

直升機飛行原理

— 直升機 · 飛行原理—

直升機升力:通過總距杆調整旋翼的迎角(傾斜角度)改變直升機升力。

飛行方向:通過調整操控杆改變羅盤傾斜方向, 從而改變直升機飛行方向。

避免自旋:通過尾槳產生反扭矩, 避免直升機自旋。

驗證者駕駛直升機挑戰懸停

低空懸停

驗證者找到了2號停機坪作為參考, 試圖駕駛飛機懸停在停機坪上方, 而教練此時把駕駛權交給了驗證者, 虛扶著操控杆, 在一旁保駕護航, 不出危險的情況下儘量讓驗證者獨自操控。 驗證者能克服緊張心理完成懸停嗎?

通過驗證者的嘗試, 他可以駕駛飛機完成低空懸停。

原來, 旋翼可以給直升機提供向上的升力, 當升力與重力相等時,

直升機在空中的垂直位置能夠保持不變。 旋翼運轉時形成的槳盤平面, 向不同方向傾斜時, 可以抵抗四周的氣流, 使直升機在空中的水準位置保持不變。 而直升機的尾槳抵消了主旋翼的反向力矩, 避免機體自旋。 由此一來, 直升機就能穩定地懸停於空中了。

高空懸停

當驗證者想繼續挑戰高空懸停時失敗了, 因為驗證者的駕駛經驗不足, 他在高空不能找到合適的參照物, 因此無法完成懸停。

在直升機的懸停過程中, 瞄準參照物是必不可少的一環。 一旦沒有參照物作為參考, 直升機懸停時將很難找准方向, 特別是水上救援時, 在水面上空懸停, 天空和周圍的景物會倒映/倒影在平靜的水面上, 而這種現象極易造成飛行員視覺上的判斷失誤而墜落水中。

更多好玩的具體內容,

盡在節目中哦!

節目播出的同時,

用手機“搖一搖”或點擊“原文連結”,

一起來看我們的場外直播,

主播為你講述更多節目內外的好玩故事!

重播時間調整

各位小夥伴,4月2日因節目排播調整,故《原來如此》本期《懸停的奧秘(下)》節目重播在4月9日下午14:02。下一期新節目於4月9日晚17:15播出,特此通知,望大家奔相走告!

原來如此

《懸停的奧秘(下)》

播出時間:3月26日 17:15

4月9日 14:02

原文連結:http://mp.weixin.qq.com/s/M-YYkm-GPCKZsnwT-D-Qyg

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《懸停的奧秘(下)》

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