單元參:運輸的原理

一、飛機上升的原理

飛機的飛行原理說明:

1.飛機主要做為空中運輪的工具,其優點為快速,缺點則為耗費能源且運輸量較傳統的船運或鐵路運輪等的運輸為小。

2.飛機的機身和機翼本身外形設計,適合於高速飛行獲得空氣的向上推昇力。

3.飛機是運用流體力學的原理:「白努力定律」,在高速流動的氣體其氣體壓力較小,反之;低速流動的氣體則氣壓較大。(如上圖一)所示:

4.利用機身與機翼的流線造型,使飛行中的飛機上方的氣體流速較快;而機身下方的氣體速較慢,使下方的氣體壓力較大於機身上方,進而獲向上推昇的合力,且飛行速度愈快則向上推昇的力量也會愈大。(如上圖二)所示:

二、氣墊船運動的原理

氣墊船是一種利用空氣在船身底部襯墊承托的交通工具。氣墊船除了在水上行走外,還可以在某些陸上地形行駛。氣墊船是高速船的一種,行走時船身因為昇離水面,而水的阻力也就會減少到最少。

歷史上最早有記載的氣墊船設計由瑞典哲學家斯威登堡於西元1716年提出。他的設計是由人力把空氣吹入氣墊。當時並沒有真正的把實物造出來,這可能是大家都知道人力不可能產生足夠的浮力。

氣墊船的基本原理
a.吸入空氣向水面噴射
b.
高壓空氣產生空氣墊,托起船身。
c.
船尾螺旋槳向後產生作用力,進而使船身前進。(如圖一所示)

到了西元1870年代中,英國工程師 John Thornycraft 曾以地效的原理造過數個接近氣墊的模型,並且註冊了一些專利,但是沒有實際的應用。

現代實用的氣墊船在西元1952年由英國 Christopher Cockerell發明。他用真空吸塵器的馬達造出了氣墊船的模型,進行了實驗。西元1959年英國製造了首部載人的氣墊船 SR-N1,並成功橫渡英倫海峽。在西元1960年代,英國的數家廠商出產了數種商用氣墊船,用來提供橫渡英倫海峽的渡輪服務及商業性的用途。

後來由於燃料價格持續上升,英倫海峽的氣墊船因為耗油量驚人,且不符合經濟效益,於是慢慢的被其他較具效益的交通工具所取代,然而氣墊船其適用於各種地形的特性仍非其他交通工具所能替代。

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