几百吨的飞机是怎么飞上天的?主要依赖于两个关键因素,强大的发动机以及精心设计的空气动力学结构。

飞机发动机是整个飞行系统的核心动力源,它的工作原理复杂而精密。在飞机起飞阶段,发动机首先会加大马力,推动飞机在跑道上高速向前滑行。发动机的前端装配有一个涡轮风扇,其主要功能是吸入大量空气。这些被吸入的空气随后会分成两部分,一部分通过外涵道流经整个发动机,而另一部分则进入发动机的压气机。

压气机分为低压压气机和高压压气机,空气首先进入低压压气机,该压气机由电子叶片和转子叶片构成。当空气穿过转子叶片时会发生偏转,而在电子叶片处,空气的速度会减慢,但压力会显著增加。
经过低压压气机初步增压后的空气,接着会进入高压压气机,在这里空气会被进一步压缩,压力得到更大提升。
随后,这些高压空气被送入燃烧室,与航空燃料进行精确混合。混合后的气体在燃烧室内被点燃,产生高温高压的膨胀气体。这些膨胀气体流入涡轮机,推动涡轮机高速旋转。

由于涡轮机与压气机同轴连接,因此涡轮机的旋转又会带动压气机继续工作,从而形成一个高效的动力循环。最后,燃烧后的废气从尾喷口以极高的速度喷出,依据动量定理,气体后喷会产生强大的向前推力。
仅仅依靠发动机产生的推力飞机是无法飞上天空的,完美的空气动力学设计在飞机起飞和飞行过程中至关重要,特别是机翼,它是产生升力的关键。

用一个锯子把机翼锯断你会发现其横截面形状很独特,上凸下平。当飞机在跑道上加速滑行时,气流会流经机翼表面。由于机翼上方的空气流速比下方快,依据伯努利原理,上方的气压会小于下方,从而产生一个向上的升力。然而,仅靠这种基本的升力,还不足以使飞机克服重力实现起飞。
为了增强升力,飞机在起飞时会利用机翼和缝翼,调整机翼和风翼可以增加机翼的有效面积,进而提供更大的升力。同时,增大飞机的迎角也能使机翼获得更多的升力。当飞机达到一定速度后,飞行员通过向后拉动驾驶舱内的操纵杆,打开机翼和缝翼,使飞机获得足够的向上升力。

此外,在飞机尾部的两个升降舵也发挥着关键作用。飞行员向外拉动驾驶杆时,升降舵会向上抬起,使飞机尾部受到一个向下的作用力,这会导致机头向上抬起,增大机翼的迎角,进一步增加升力。在升力足够大的情况下,飞机就能逐渐离开地面,进入空中飞行状态。
飞机起飞后,会收起起落架以减少空气阻力,进入爬升阶段。由于此时飞机的推力大于空气阻力,飞机会不断加速飞行。随着速度的增加,升力也随之增大,飞机便会持续向上爬升。当飞机达到预定的巡航高度,速度趋于稳定,此时飞机的重量与升力达到平衡,从而实现平稳飞行。

在飞行过程中,飞机需要转弯时,飞行员有两种主要的操作方式。一种是通过脚踏板控制方向舵的偏转,方向舵的偏转会产生一个相反的作用力,使飞机按照所需方向转弯。然而,这种直接改变方向的方式可能会给乘客带来不适感。因此,飞行员通常会采用另一种更为平稳的方法,即转动驾驶盘。
转动驾驶盘会使机翼一侧的副翼向下偏转,另一侧的副翼向上偏转。这样会导致飞机两侧的升力产生差异,水平分力充当向心力,从而使飞机实现较为平稳的转弯动作。

但需要注意的是,由于两侧副翼偏转不一致,会导致机翼上产生大小不同的阻力,飞机可能会发生偏航。为解决这一问题,飞行员只需适当操作方向舵进行偏转,产生一个反方向的作用力,即可使飞机保持在预定的轨道上稳定飞行。
当飞机准备降落时,飞行员会逐步减小发动机的油门,使飞机开始以一定的角度向下飞行。同时,机翼和缝翼会完全展开,以增大飞机的空气阻力,降低飞行速度。当飞机下降到一定高度后,起落架会被放下,为着陆做好准备。

飞机着陆后,机翼上的扰流板会立即打开,进一步增大阻力,帮助飞机减速。此外,飞机发动机的机盖也会被打开,空气从机盖口被引导向前流动,产生反向推力,从而更有效地使飞机在跑道上逐渐停止下来。
当然了,不同的飞机减速设计会有很大区别,有的飞机可以调整桨叶,或者是发动机反转,产生反向推力,这样的飞机可以在短跑道上完成降落和减速。