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受輪船依靠螺旋槳的轉(zhuǎn)動在水中航行的機理的啟發(fā)，飛機是否也可以依靠螺旋槳在空氣中前進呢?從道理上來講，在空氣中或水中，螺旋槳所起的作用應(yīng)該是相同的。但實際上空氣的密度僅為水密度的1／8000，因此如要產(chǎn)生足夠的推力，在空氣中使用的螺旋槳必須被制作成具有很大長度，很大面積，很高轉(zhuǎn)速才行。這又是一個難題。  觀察螺旋槳的橫切面，發(fā)現(xiàn)它和機翼是相似的，完全可以用分析機翼如何產(chǎn)生升力的方法去分析一下螺旋槳。機翼穿過空氣向前運動時能產(chǎn)生升力；一旦螺旋槳在與飛機前進方向垂直的平面上運動，它也會產(chǎn)生一個力，只不過運動的方向差了90度，因此這個力的方向也差90度，機翼產(chǎn)生的是向上的升力，那么螺旋槳產(chǎn)生的力就是向前的推力了。螺旋槳和機翼一樣也有迎角，當(dāng)把空氣壓向后方時就能增加推力，迎角越大，產(chǎn)生的推力也就越大。與機翼不同的是，機翼上各點在飛機飛行時做平行運動，它們的速度是一樣的，迎角也是相同的；而螺旋槳是在做旋轉(zhuǎn)運動，其根部運動速度慢，產(chǎn)生的推力小受力也小；而其頂部，運動速度快，產(chǎn)生的推力大，受力也大。這種現(xiàn)象很容易使螺旋槳的頂部受到損壞甚至折斷。設(shè)計師們?yōu)榱吮苊膺@種現(xiàn)象的發(fā)生就把螺旋槳根部的角度做的大一些，由根部到頂部，迎角逐漸減小，這樣就能使螺旋槳整體在長度方向上所產(chǎn)生的推力大致各點相等，螺旋槳就結(jié)實耐用了。螺旋槳在形狀上也就必須變成麻花狀，這就是大家現(xiàn)在所看到的螺旋槳。  要想使螺旋槳產(chǎn)生更大的推力，最簡單的辦法就是加長槳葉。可是槳葉越大，尖端運動的速度也越大，槳的尖端部分受的力也越大，從而帶來強烈的噪聲。受材料強度及控制噪聲要求的限制，飛機使用了長度較短而葉片較多的螺旋槳以便盡可能的增加推力減少噪聲。小型飛機通常使用兩個葉片的單個螺旋槳；大型飛機上使用多臺發(fā)動機，每臺裝有三個葉片以上的多葉片螺旋槳。  來源：中國民航局  

飛機上使用的活塞式發(fā)動機和汽車上的發(fā)動機差別不是很大。其特點是要求在同樣功率下重量更輕。為了減輕它的重量，飛機上使用的發(fā)動機的每一個零部件都是以克為單位精心設(shè)計其重量的，沒有一點多余的重量。活塞發(fā)動機的動力來自于汽缸內(nèi)汽油燃燒時對活塞的沖擊，沖擊力推動活塞再帶動連桿，連桿帶動曲軸，曲軸轉(zhuǎn)動就產(chǎn)生出動力。由于飛機飛行時所需的動力遠遠大于汽車行駛時所需的動力，所以飛機必須安裝大功率發(fā)動機才行。發(fā)動機的功率與汽缸的容量是成正比的，那么加大汽缸的體積不就可以獲得更大的功率了嗎？但實際上沒有那么好的材料能使汽缸承受如此大的壓力，只能通過增加汽缸的數(shù)量來增加功率。一般汽車上使用的功率最大的是12缸220馬力左右的發(fā)動機，而在飛機上使用的最大的活塞式發(fā)動機竟有28個汽缸，功率可達到4000馬力！如果功率仍達不到使用要求，飛機上可以安裝不只一臺發(fā)動機。  活塞發(fā)動機只能使曲軸轉(zhuǎn)動，要把這種轉(zhuǎn)動變成能使飛機前進的推力還要借助于另一個結(jié)構(gòu)，那就是螺旋槳。  來源：中國民航局  

飛機起飛必須要有足夠的速度，這種速度由發(fā)動機產(chǎn)生的推力提供。飛機在天空中飛行時，發(fā)動機一刻也不能停止運轉(zhuǎn)。發(fā)動機一停，飛行速度立刻下降，導(dǎo)致升力下降，飛機也將墜落，因此發(fā)動機就相當(dāng)于飛機的“心臟”。  飛機需要有一個強有力的“心臟”才能保證產(chǎn)生足夠的推力。但是發(fā)動機的重量又不能太重。因為如果發(fā)動機重量很大，由它產(chǎn)生的推力不僅不能把飛機送上天，甚至連自身的重量都抵消不掉，更不用說把人和其他貨物也送入天空了。19世紀末，世界上造出了很多種類的發(fā)動機，如蒸汽機、使用汽油或柴油的活塞式內(nèi)燃機等等。制造飛機的先行者美國人萊特兄弟選擇了以燃燒汽油為動力的活塞式發(fā)動機，這在當(dāng)時是重量最輕的發(fā)動機了。他們的這個決定使他們成為發(fā)明創(chuàng)造飛機的鼻祖。當(dāng)時萊特兄弟使用的發(fā)動機功率很小，僅為12馬力(相當(dāng)于現(xiàn)在一輛小型摩托車的動力)，重量只有70公斤(這在當(dāng)時是重量最輕的汽油發(fā)動機，同樣功率的現(xiàn)代汽油發(fā)動機重量才l5公斤)。萊特兄弟制造的飛機成功地飛起來了。可是其他的一些飛機制造者就沒有這么幸運了。前蘇聯(lián)曾長期爭辯說俄羅斯的發(fā)明家莫扎伊斯基在1882年就已發(fā)明出了飛機。他選用的是蒸汽發(fā)動機，其重量達500公斤。這種所謂的“飛機”只能從斜坡上下沖時“跳離”地面，因為蒸汽發(fā)動機實在是太重了。莫扎伊斯基是一位有成就的航空業(yè)先行者，可惜他沒有選用活塞式汽油發(fā)動機做為他的飛機的動力，所以他制造的飛機飛不起來，那也就不算是一架真正意義上的飛機了。  來源：中國民航局  

飛機的飛行活動是依靠駕駛員操縱控制各操縱面(升降舵、方向舵、副翼等)的活動來實現(xiàn)的。小型飛機的操縱面比較輕巧，一般重量都在100千克以下。駕駛員只要用自己的體力就能搬動駕駛桿、踏踩腳蹬、拉動鋼索使副翼或方向舵轉(zhuǎn)動。飛機大型化以后，一對副翼的重量就可達l噸以上，僅憑體力去搬動這些龐然大物，那是絕對辦不到的了。此時飛機上就出現(xiàn)了助力機構(gòu)。  助力器的作用就是幫助駕駛員用較小的力量去操縱笨重的操縱面。它包括很多種類，平時我們常見的杠桿、滑輪、齒輪等機械都可以用來做助力機構(gòu)。但這些機構(gòu)有兩個缺點：一是各種機械連接之處總會留有一點間隙，要把力傳遞過去會有時間延遲；第二機械傳力是直接的、雙向的，如果在傳力時遇到阻礙，往往會在反方向造成機構(gòu)的損害。因此飛機上的絕大部分助力機構(gòu)都不采用這種方式，飛機采用的多為液壓傳動助力系統(tǒng)。日常生活中，我們常常可以看到在建設(shè)工地上施工的挖掘機，它那巨大的挖斗由伸出縮入的推桿來帶動，就是由液壓機構(gòu)來實現(xiàn)的。  液壓的原理并不復(fù)雜。早在17世紀，法國科學(xué)家帕斯卡就總結(jié)出以下原理：“液體在一個密閉的容器中，如果對液體的一部分施加壓力，液體就可以把這個壓力不變地傳到容器的每一點。”這個原理被稱為帕斯卡原理。設(shè)想一下，我們把一個裝滿液體的容器的兩面做成活動的，一面的面積小，另一面的面積大，如果大的面積是小的面積的20倍，在小面積一方加一個力，那么在大面積的一方得到的力就是原來力的20倍。根據(jù)上述原理制造出的液壓機構(gòu)就能使一個力成倍的增大。液壓傳力沒有延遲，反向的作用力也不會損害相連部件，這些都是它的優(yōu)點。要在飛機的不同部件上使用液壓，就要組成一個液壓系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)由泵、管道、作動器、儲液箱和閥門等組成。儲液箱中存放著專用液體(目前多用礦物油)。泵給液體加壓，然后輸送到管道系統(tǒng)中。管道上設(shè)有各種閥門，通向飛機上各種需要液壓的部件。閥門控制管道中液體的流速、壓力、流動方向。管路的一端是發(fā)出力量的作動器。作動器有兩類：一類是作動筒，它是一個液壓缸，缸中有活塞和推桿，液體在缸內(nèi)推動活塞，活塞與推桿一起向前運動，把變大的力量傳出去；另一類是液壓馬達，它利用增壓后的液體去沖擊渦輪轉(zhuǎn)動，輸出的是旋轉(zhuǎn)的軸動力。  飛機的升降舵、方向舵和副翼上都有作動筒，用它們來推動這些操縱面的轉(zhuǎn)動；此外作動筒也被裝在剎車片的后方。當(dāng)飛機需要剎車時，作動筒內(nèi)的推桿把剎車片和固定輪盤壓在一起，產(chǎn)生摩擦力從而使飛機停止運動；作動筒還被裝到起落架上，當(dāng)飛機離地后，作動筒把推桿回收帶動起落架收回到輪艙內(nèi)。飛機降落時，推桿推出使起落架放下。液壓馬達只用在某些飛機上起到調(diào)整發(fā)動機轉(zhuǎn)速的作用。  液體的壓力越高，它內(nèi)部存儲的能量越高，液壓機構(gòu)的體積也可以做的越小。飛機上使用的液壓壓力超過100個大氣壓，產(chǎn)生的力量是驚人的。收放大型飛機起落架時所用的力高達1000千牛以上，而一個成年男子的肌肉力量通常僅為0．5千牛。如果這件事靠人力去做，就需要2000多人一齊用力才成。飛機在飛行中，控制機構(gòu)的失靈是非常危險的。例如飛機降落時放不下起落架，飛機就會發(fā)生嚴重的事故。因此液壓系統(tǒng)在飛行的任何時刻，與電力系統(tǒng)一樣都必須保證正常運轉(zhuǎn)，為了防止液壓系統(tǒng)失效，在飛機上也為它安排了三道防線。  大型飛機的液壓主要是由兩臺發(fā)動機帶動的兩個主液壓泵來提供的。為了確保液壓的供應(yīng)，在機上又裝了兩個電力驅(qū)動的交流電動泵。如果一臺發(fā)動機發(fā)生故障停止工作，那另一臺還可以提供全部液壓動力；如果兩臺都出了毛病，在飛機上還有一個可由蓄電池供電的直流電動泵，用它來提供液壓，這是第二道防線。假如飛機的所有發(fā)動機都出現(xiàn)了故障，發(fā)動機泵和交流泵均失去效能，直流泵也不能維持太長的時間，此時還有最后的一道防線——空氣沖壓渦輪。它平時被藏在機翼內(nèi)部，只有到了最緊急的關(guān)頭，駕駛員才按動按鈕，把它從機翼內(nèi)放出來。它實際上如同一個風(fēng)車，放出來以后，它的渦輪葉片向前伸人氣流中。迎面而來的氣流吹動渦輪葉片，渦輪旋轉(zhuǎn)帶動與它相連的渦輪泵，為液壓系統(tǒng)提供壓力。有了液壓，駕駛員才能放下起落架并且控制副翼和升降舵使飛機安全降落在地面上。這套機構(gòu)必須快速發(fā)揮作用，一般要求它在7秒鐘之內(nèi)就做出反應(yīng)。空氣沖壓渦輪一旦被放出后是無法自動回收到飛機內(nèi)的，它只能在地面上由維修人員把它安放到原來的位置上。  來源：中國民航局  

黑夜里當(dāng)我們抬頭仰望，偶爾會看到一架閃爍著彩色燈光的飛機掠過，它那華麗的身影是由燈光來裝點的，給所有看見它的人留下深刻的印象。飛機不僅需要用電讓許許多多的燈亮起來，其他各種用電器件也有15000多件。例如：廚房的加熱爐、飛機上的防冰裝置、驅(qū)動各種裝置的電動機等都是用電大戶；機上的各種儀表是用電小戶，用電量不足全部用電量的5％，但是要求所供的電壓穩(wěn)定、頻率穩(wěn)定。因為如果儀表的指示不穩(wěn)定，它所造成的后果對飛機來說是非常嚴重的。  飛機上裝有自己的發(fā)電設(shè)備，它不僅重量輕、功率大而且所發(fā)的電的質(zhì)量也高。飛機在運行的任何時候都不能停電。為此，飛機上的供電系統(tǒng)是多余度的，它具有三條防線。大型客機用兩臺發(fā)動機帶動兩臺發(fā)電機。每一臺發(fā)電機所發(fā)出的電力都足以供給全飛機的需要。平時兩臺發(fā)動機同時工作，但每臺都不是滿負荷運轉(zhuǎn)。一旦，其中某一臺發(fā)生故障，剩下的一臺立刻進入滿負荷工作狀態(tài)，這是第一條防線。除了上述發(fā)電機外，在機尾又加裝了一個小型的渦輪發(fā)動機和發(fā)電機，它的名  字是輔助動力裝置。這臺發(fā)動機的功率雖然不大，僅僅用于這臺發(fā)電機，但這臺發(fā)電機的功率比機上其他兩臺發(fā)電機的功率大。萬一前面提到的那兩臺發(fā)電機同時出現(xiàn)故障時，這臺輔助動力裝置就能承擔(dān)起為飛機提供全部電力的責(zé)任。這是第二道防線。飛機在起飛前和落地后，兩臺主發(fā)電機停止工作，此時駕駛員就啟用這臺輔助動力裝置為飛機提供電力，保證機上的燈光照明、空調(diào)等各種用電。這樣做也能為飛機節(jié)約大量的燃油。現(xiàn)代客機上還裝設(shè)有直流電系統(tǒng)，有容量很大的蓄電池。正常情況下，發(fā)電機經(jīng)變流器產(chǎn)生出直流電向使用直流電的設(shè)備供電，它同時也使蓄電池充電。蓄電池能起到調(diào)節(jié)電壓的作用，也用于啟動發(fā)動機。假定出現(xiàn)了前述的三臺發(fā)電機都發(fā)生了故障的特殊情況，此時蓄電池就是第三道防線，由它向飛機供電。當(dāng)然了，蓄電池貯存的電量畢竟有限，它只能保證向重要的設(shè)備和儀表供應(yīng)電力。  飛機上裝有各式各樣的燈。在客艙和駕駛艙內(nèi)都裝有柔和的日光色照明燈；在駕駛艙中的儀表板上裝的是可以自動調(diào)節(jié)亮度的燈，它發(fā)出的光線不致于使駕駛員眼睛疲勞；在客艙中每個座位的上方還裝有專供每位旅客使用的閱讀燈；客艙通道上還裝有緊急備用燈等等。但是最能引起地面上的人對飛機注目的是飛機外部的燈光。繽紛的色彩、閃爍不停的燈光把夜航的飛機打扮得如同天使一般。這種燈不是為了好看的，它們是航行燈和防撞燈，是為了防止碰撞用的。航行燈安裝在機翼的兩個翼尖和垂直尾翼的頂端。民航條例規(guī)定左翼尖的燈光為紅色、右翼尖的燈光為綠色、尾翼是白(黃)色燈光。根據(jù)飛機的航行燈是“左紅右綠中間黃”這條規(guī)則，從一架飛機航行燈的顏色就可以判斷出它是朝你飛來還是背離你而去。這一點對夜航的飛行安全非常重要。防撞燈被裝在機身的上方或下腹部，這種燈亮度很強并且按一定的頻率不停地閃動，通常每分鐘閃動90次。顏色有兩種，有的飛機用紅白兩色，有的飛機用強烈的青白色閃光燈。大型飛機一般安裝3個以上的防撞燈，使它在很遠的距離外就可以被發(fā)現(xiàn)。  為了幫助駕駛員在飛機著陸及滑行時看清楚下面及前面的跑道，在飛機上還裝有著陸燈和滑行燈，其作用相當(dāng)于汽車的前燈但功率都很大，能把飛機前方50米的距離照得很亮。著陸燈是當(dāng)飛機下降到離跑道不遠時使用的，燈光照向下方，而滑行燈是飛機著陸后用的，燈光照向前方。這兩個燈的開關(guān)由駕駛員控制。  來源：中國民航局  

飛機升空后，隨著飛行高度逐漸增加，周圍的空氣越來越稀薄，氣壓下降，溫度也下降。在海拔4000米以上高空，人就有較嚴重的缺氧表現(xiàn)。到了海拔6000米的空中時，機外溫度下降到零下24℃，空氣密度僅為地面的53％，此時人能維持有效知覺的時間僅僅15分鐘。早期的飛機，駕駛員靠穿上厚厚的皮飛行服來抵御寒冷，但沒有辦法防御低氣壓。直到1945年以前，運輸機的飛行高度都被限制在海拔6000米以下，通常只在海拔600～4000米的區(qū)間飛行。以后在飛機上添置了制氧設(shè)備或氧氣瓶等，這些也只能在應(yīng)急或特殊情況下使用，不能根本解決問題。直到1947年，渦輪壓氣機被裝進飛機，它可以源源不斷地給客艙提供相當(dāng)于正常大氣壓的80％的空氣。從此客機的飛行高度才突破海拔6000米的禁區(qū)達到10000米以上。這種增壓后的氣壓相當(dāng)于在海拔2400米高度的大氣壓力。這種客艙叫增壓座艙。有人會問：為什么不把座艙內(nèi)的氣壓調(diào)整到和海平面的氣壓一樣呢?這是因為座艙內(nèi)部的壓力如果越高，飛機升到高空以后，機內(nèi)機外的壓力差也就越大，飛機結(jié)構(gòu)所承受的壓力也越大。目前客艙內(nèi)設(shè)定的這個壓力對于一般人來說沒有什么不舒服的感覺，可是飛機結(jié)構(gòu)受力卻大為減輕，因此在制造飛機時就可以減輕飛機的結(jié)構(gòu)重量。在飛機起飛和降落時，由于存在著近2400米高度差所導(dǎo)致的氣壓變化，乘客會感到耳朵內(nèi)鼓膜疼痛不適，這種不適比較輕微，持續(xù)時間也短．乘客可以使用來回張嘴閉嘴的動作或者嚼點口香糖使耳鼓膜內(nèi)外的氣壓平衡，以減輕這種癥狀。  增壓客艙是一個密封的結(jié)構(gòu)。外界的空氣經(jīng)過增壓后輸送到客艙內(nèi)。為了保證客艙內(nèi)空氣是新鮮的，每三分鐘左右就更新一次。在噴氣式飛機上，由噴氣發(fā)動機的壓氣機提供給座艙內(nèi)所需要的增壓空氣；對于活塞式飛機，如果需要飛到6000米以上，就必須加裝一臺渦輪增壓器使空氣增壓。  客艙內(nèi)的溫度通常也都調(diào)到使人感到舒適的程度，為此客機裝有空調(diào)系統(tǒng)。在噴氣客機中，從壓氣機輸送過來的空氣由于它是處于壓縮狀態(tài)，溫度很高。這就需要再從外邊引人一些冷空氣在空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)與之混合，達到使用標準后再送人客艙。客艙根據(jù)功能不同分為許多不同的區(qū)域，每個區(qū)域內(nèi)都有溫度表、壓力表、濕度表反映該區(qū)域的溫度、壓力、濕度的變化，這些數(shù)據(jù)也被反映到駕駛員面前的儀表板上。駕駛員據(jù)此可以對這些條件進行調(diào)整。在每個座位的上方，還設(shè)有可調(diào)節(jié)的送風(fēng)口，旅客可以按照自己的需要小范圍的調(diào)節(jié)自己周邊的溫度。飛機就以上述方法在客艙內(nèi)形成一個小氣候，盡管飛機外空氣稀薄，溫度在零下數(shù)十度，機內(nèi)卻空氣新鮮溫暖如春。  現(xiàn)代客機的客艙壁板內(nèi)還加上了隔音材料，艙內(nèi)的噪聲一般都保持在70分貝以下，即使旅客彼此低聲談話都能聽得很清楚。總之，現(xiàn)代大中型客機給客艙中的旅客提供了盡可能的舒適寧靜的飛行環(huán)境。  來源：中國民航局