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第697章 原来飞行如此简单(二合一大章)

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  “朕说过很多次,包括《公输子》里也写的很明白,要想学会飞,就需要向水里的鱼找答案。

  “既然不论是水还是空气,都是流体,鱼可以通过左右摆尾,控制自己的前进方向,船舵也是利用相同的原理,控制船只的左右方向,那给飞机加个垂直的尾舵,让它像鱼尾一样左右摆动,是不是就能控制飞机左右偏航了?”

  “是!”众人顿时恍然大悟地齐声答道。

  “那谁告诉我,模仿自燕雀,上下摆动的水平尾翼是干什么用的?”

  这次众人全都积极地举起了手,鲁锦随手点了一人,“那个炮兵来的,你说。”

  李云鹏当即起身道,“回陛下,平尾是控制飞机上下抬头低头用的。”

  “请坐,意思对了,但以后要注意专业用语,那叫俯仰,具体到飞行当中,那就叫爬升和俯冲。”

  “是。”

  “现在,有了可以上下左右摆动的垂尾和平尾,飞机的俯仰和左右偏航我们都能控制了,最后还有一个,如何控制飞机的左右滚转,谁有办法?”鲁锦再次提问道。

  这次众人全都蹙眉沉思了起来,片刻之后,还是二期的理综班学生刘鸿羽举起了手,鲁锦立刻点了他的名,“你说。”

  刘鸿羽当即道,“回陛下,学生以为,想要控制飞机绕纵轴滚转,根据力学第二定律,想要让物体运动,就要给物体提供一个力,这就需要左右两边的机翼产生相反的力矩,或者力差,这样才能打破左右的平衡。

  “因此学生以为,可以通过改变机翼的弯曲形状,或者控制左右机翼产生不同的迎角,从而让左右两边机翼产生升力差,左边升力大,右边升力小,这样就会绕纵轴向右滚转,反之则会向左横滚。

  “学生觉得,鸟雀翅膀后面的飞羽,可能就是起到这个作用。”

  “回答的非常好,请坐。”等刘鸿羽坐下,鲁锦才对众人说道。

  “你的这种思路是正确的,也是很好的,但是实现滚转的手段还是不太行,为什么?因为我们毕竟不是鸟雀,这双翅膀也不是长在我们身上的肉翅,做不到鸟雀那样的精细操控。

  “我们最多也就是用木头或者钢铁造一对翅膀,如何做到像你说的那样,扭曲机翼的形状?来回扭来扭去,那机翼不就散架了?

  “又或者改变左右机翼的迎角,你准备怎么在工程上实现?给左右机翼中间加个可以旋转的大轴吗?这样的作法太复杂了,而且机翼也不够坚固。

  “所以最好的办法,还是模仿鸟雀的飞羽,既然机翼没有飞羽,那我们就给它加上可以活动的飞羽。”

  鲁锦说着就把模型上的翅膀拔了下来,又换上一对带有襟翼的机翼,拿着手中的教具对众人说道。

  “我们在主机翼的后缘,加上可以活动的副翼,来模仿鸟雀的飞羽,通过控制副翼的上下摆动,就可以改变整个机翼的弯曲形状,这样就能控制飞机滚转了。

  “而且这样主翼的结构是不用活动的,就可以将其做的十分坚固,只操控副翼的上下摆动,也能减小操控所需的力,工程上也更容易实现。

  “现在我们知道了,通过控制副翼、垂尾和平尾的摆动,就能控制飞机做出三种动作,在天空自由飞行,那么请问,人坐在机身里,要如何控制这么多的舵面运动?谁来回答?”鲁锦再次提问道。

  这次不等别人反应,那个海军来的邓帆就再次举起了手。

  “你说。”

  “回陛下,既然机翼也是尾舵,那也可以效仿军舰的尾舵那样,用绳子牵拉,我们可以在尾舵上拉两根绳子,引到座位前面,再加个军舰舵轮那样的方向盘,人坐在椅子上,左右转方向盘,就能控制尾舵左右摆动。

  “也可以在平尾上也拉两根绳子,同样绑到方向盘上,通过推拉方向盘来控制飞机俯冲还是爬升。”邓帆当即答道。

  鲁锦闻言顿时赞道,“想法很好,也是当前最容易实现的一种操纵方法,就像小孩玩的提线木偶一样,通过拉绳子控制,但是你这只说了垂尾和平尾,还有左右副翼呢,你怎么控制?总不能还拴到你说的方向盘上吧?”

  “这个,我还没有想好......”邓帆顿时尴尬地搔了搔头。

  “坐吧。”等邓帆坐下,鲁锦才对众人说道,“这种方法是很好的,但是你们别忘了,飞机驾驶员是坐在飞机里的,你用两只手控制三对活动翼面,是不是太复杂了?别忘了人还有两只脚闲着呢。”

  “......”众人闻言顿时一阵无语,好家伙,原来脚还能这么用......

  就听鲁锦当即说道,“我们还可以在座位的前下方,增加两块脚踏板,也用绳子牵着左右副翼,牵到这两块踏板上,蹬左脚就向左滚转,蹬右脚就向右滚转。

  “还有刚才那名同学说的方向盘,如果是大型飞机,座舱空间大,确实可以用方向盘。

  “但是小型飞机,给人留出的座舱本来就小,你再塞个方向盘就太占地方了,不如做成个操纵杆,前后推拉就是俯冲和爬升,往左右掰就是左转和右转,再加上两只脚的左右滚转,这样是不是就更合理了?”

  众人闻言顿时点了点头,还有人坐在座位上左右蹬脚,两手虚握,假装身前有个操纵杆,在那里前后左右晃来晃去,这样布置操控系统,好像确实更合理一些。

  这时鲁锦才对众人说道,“现在机身有了,能载人载物了,翅膀也有了,能在天上飞了,两种尾舵和副翼也有了,可以操控飞机任意飞行了,那么现在就只剩最后一个问题,如何让这架飞机飞到天上去?”

  众人闻言一愣,是啊,大家讨论了半天,只讲了如何控制飞行,问题现在飞机还在地上,还没说怎么飞呢......

  鲁锦这才说道,“我们已经知道了,机翼要产生升力,就需要有迎面气流吹过来才行,仅从理论上来说,我们只需要找个大风天气,把它迎风放置,只要风够大,飞机就能飞起来,上了天之后我们就可以操控了。

  “但这样和一架大风筝有什么区别?或者说,这就是一架只能被动飞行的滑翔机,可这并不是我们想要的,我们想要的是人为可控的主动飞行,那有没有什么办法?

  “办法还是有的,既然风不朝我来,那我就主动朝风去嘛,那该怎么做呢?

  “你们骑过马,或者跑过步的都知道,哪怕周围环境本来没有风,但只要我自身跑的够快,我身边也会产生风,也就是气流。

  “速度都是相对的,同理,只要飞机前进的速度够快,它本身与空气的对撞,就会产生气流,那么怎么才能把静止的飞机,加速到足够机翼产生升力,让飞机飞起来的速度呢?”

  鲁锦顿时掏出一个竹蜻蜓,“就靠这个!”

  “这是孩童的玩具,民间称为飞车、手风车、转转、飞鸟,而朕,将其称为竹蜻蜓。

  “这东西也有一对机翼,由竹片削制而成,同时朝一个方向倾斜,这样当我们撮下面这根竹棍的时候,上面的翼面就会快速旋转,切割空气,气流冲击机翼的下表面,从而产生下洗气流。

  “因为力的作用是相互的,所以气流向下吹的时候,也会给机翼一个向上的力,这就是我们之前说的撞击升力。”

  鲁锦双手一撮,那竹蜻蜓立刻飞了起来,引起众人一阵惊呼,竹蜻蜓在教室中飞行一段距离,最后落到了一个学生的桌子上。

  鲁锦当即问道,“你们玩过这东西没有?”

  大多数人都摇了摇头,但也有人点头,鲁锦又笑着问道,“小时候只知道这东西会飞,现在终于知道会飞的原理了是吧。”

  学生们顿时发出一阵嘿嘿笑声。

  “好了,给朕拿回来。”

  捡到竹蜻蜓的学生立刻将其送到讲台上,然后鲁锦才把那个竹蜻蜓插到了飞机模型教具的机头上。

  “我们可以把它安装到机头上,这样当它旋转的时候,就会产生一个向前的拉力,拉着飞机向前运动,给飞机提供一个初始速度,同时它还会向后吹出下洗气流,但是我们把它横过来之后,它的气流就是朝后吹的了,这样还能间接的给机翼周边的气流加速。

  “如此一来,我们只需要在机头里塞下一台小型蒸汽机,让它带着这个竹蜻蜓快速转动起来,它是不是就能拉着飞机飞起来了?

  “当然你们可能不信,或者觉得不够直观,没关系,朕这里还有个模型教具,它是通过橡皮筋的弹力,驱动竹蜻蜓旋转,从而带着飞机飞行的,你们可以看看这个。”

  鲁锦说着当即又拿出一个简易飞机模型,中间就是根筷子,两侧是纸扎的翅膀,前面装了个竹蜻蜓,用橡皮筋连在机身上,通过转动螺旋桨给橡皮筋上弦后,再一松手,这架橡皮筋航模顿时就飞了起来,在教室中飞行了好长距离,一直飞到教室最后面才撞墙落地,顿时引起众人的一阵惊叹之声。

  “好了,后面的同学,给朕拿回来。”

  等学生把航模送回来之后,鲁锦才说道,“这个东西当作玩具的时候称作竹蜻蜓没什么问题,但是放在飞机上还是不太严谨,我们可以给它取个名字,因为其形似船桨,而且又是旋转运动的,所以可将其称为螺旋桨。

  “现在飞机的动力也有了,还有最后一个问题,你们仔细观察,这个螺旋桨的直径是很大的,就这么把飞机平放在地上,它的桨叶转起来就会打到地面。

  “而且直接把飞机的腹部放在地上,一来摩擦阻力太大,螺旋桨拉动飞机的时候会很吃力,二来飞机放在地面上也不方便转移,所以我们还可以给飞机装上车轮,方便它在地上移动。”

  鲁锦说着又给主翼前方的机身连接处,插上了两个车轮。

  “这样的一对车轮就能把螺旋桨抬离地面,就不会影响其运转了,但只有一对轮子,不方便控制飞机在地面转向。

  “所以我们再给它加个可活动的尾轮,让它和尾舵联动起来,这样通过控制驾驶舱的操纵杆,就能同步控制飞机在地面转向了。

  “而且有了这三个轮子,我们起飞的时候,就可以利用它在地面上加速滑行,等从天上下来降落的时候,也可以让轮子在地面滑行减速,就像鸟儿的两条腿一样,直到飞机稳稳停下来。

  “又因为飞机上的车轮,主要是负责辅助飞机起飞和降落的,因此我们也可以将这套系统,或者这部分结构,称为起落架。

  “如此一来,有了机身、机翼、副翼、垂尾和平尾、发动机、起落架和螺旋桨后,我们便有了一架最基础的,可以人为操控,自主控制飞行的飞机。

  “这就是飞机最基础的飞行控制原理,都听懂了吗?”

  “听懂了!”在场的学生顿时大声齐呼道。

  “那你们这些技术小组,都明白自己的任务是什么了吗?”

  “明白!”前排的理综班学员们顿时点头应道。

  鲁锦还是不放心,指着桌子上那架飞机模型教具对众人安排道,“你们车辆机械小组,就负责造橡胶充气轮胎,把这上面的飞机轮子造出来,同时风洞的制造也要你们负责。

  “发动机小组,要同时负责多个项目,热气球的火炬要交给你们造,飞机上的闪蒸锅炉和发动机也是你们造。

  “航空设计小组,你们来造热气球的球体和载员筐,以及降落伞,还有飞行仪表和飞机的整体设计。

  “最后是你们这些航空兵学员,主要负责各种实验当中的试飞任务,先要学会操作热气球,然后人人学会跳降落伞,先学会保命的技能,等飞机造出来后,你们再负责试飞。

  “都明白各自的任务了吗?”

  “明白!”

  “好了,下课,下节课讲工程方面的风洞、降落伞,发动机和飞行器的具体设计,你们这些学员兵就不用听了。

  “让你们的队长和训导,带你们去补基础课程,从小学的数学到初中物理、化学、地理、天文,还要学会看地图,绘制地图,以及如何在天上利用地图导航,还要学会发电报和摄影技术,这些都得从头补回来。”

  “是!”

  等一帮学员兵出了教室,众人顿时叽叽喳喳地讨论了起来,全都嘀咕着,原来飞机就是这么上天的,原来飞行如此简单,好想快点驾驶飞机上天啊。

  而教室里,陶广义则眼冒精光地看着讲台上那架飞机模型,也终于是了了这么多年的心愿,他终于知道《公输子》里,圣祖公输般造的那架飞机长什么样子了!

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