一種用于物理教學的飛機升力演示儀制造技術

本發明專利技術涉及一種用于物理教學的飛機升力演示儀，包括導流罩、風機、底座板、滑軌和模型飛機。當開動風機產生較大速度的氣流，與安裝在透明導流罩內靜止的模型飛機機翼產生相對運動，由于機翼的特定形狀而產生向上的升力，整個模型飛機將沿著滑軌向上垂直升起，飄帶在尾翼后隨氣流飄擺。表現了飛機升力產生的過程。本發明專利技術能夠直觀、完整地表現飛機升力產生的過程，提高了可視性和直觀性，特別適于教學中的演示實驗。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種用于中學物理教學實驗的實驗儀器，具體地說，涉及一種用于 演示飛機升力產生原理的飛機升力演示儀。
技術介紹
中學物理課程中涉及到空氣動力學方面的內容，但是單純理論的講解很難使學 生完全理解相關內容。而飛機升力演示儀可以直觀生動地驗證這些理論，利用演示儀器 或演示裝置形象的演示能夠使學生深刻理解和牢記這些相關知識。飛機是比空氣重的飛 行器，因此需要消耗自身動力來獲得升力，而飛機的升力來源于飛行中空氣對機翼的作 用。當飛機在空氣中以小于聲速的速度飛行時，周圍空氣的密度變化不大，因而可把空 氣看作不可壓縮的連續流體。空氣流到機翼前緣，分成上、下兩股氣流，分別沿機翼上 表面和下表面流過。由于機翼上表面彎曲凸起，氣流吹過時，機翼上表面的氣流速度較 大，而機翼下表面的空氣流速相對較小。由伯努力定律可以得知，機翼上方的空氣壓強 小于機翼下方的空氣壓強，于是機翼受到的向上的作用力大于所受的向下作用力，因而 機翼就受到一個方向向上的合力作用，形成使機翼上升的舉力，這個力稱為動升力。當 空氣與機翼的相對速度達到一定值時，機翼上受到的向上的壓力就大于等于飛機自身的 重量，因此飛機就可以離開地面在空中飛行。由于飛機機翼型面的上表面彎曲凸起而機翼的下表面光滑平坦，在飛機與氣流 發生相對運動時，流過機翼型面的上表面的氣流在同一時間內流過的路程，比流過下表 面的氣流流過的路程遠，所以上表面氣流的相對速度比下表面的空氣流速度大。上表面 的氣流施加給機翼的壓力小于施加于下表面的壓力，因此產生升力。現有中學物理教學實驗課程中用的升力演示實驗裝置一般都比較簡陋，甚至有 的實驗課上只能通過向兩張紙中間吹氣的方式說明該原理；也有的升力演示裝置采用單 一飛機機翼模型進行實驗，缺乏真實感和可視性。使物理教學實驗課缺少了趣味性。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題在于提供一種基于上述原理的，用于中學物理教學實 驗的飛機升力演示儀器。使其克服現有演示實驗裝置比較簡陋和缺乏真實感與可視性。 增加物理教學實驗的生動直觀的效果，提高學生學習的趣味性和知識。為解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案是該飛機升力演示儀包括導 流罩、風機、模型飛機、飄帶、底座板和滑軌。本專利技術飛機升力演示儀是采用導流罩引導和會聚氣流，導流罩相當于氣動實驗 風洞的作用。所述的導流罩為透明的有機玻璃體，呈倒“U”字形。導流罩的前端與風 機出風口相對吻合并安裝。導流罩和風機固定在底座板上。所述的滑軌為兩條，滑軌的一端固定于底座板上，滑軌的另一端穿過模型飛機 兩側機翼上的小孔與導流罩固定安裝。滑軌的作用在于導向，保證模型飛機只能在豎直方向上升降任意滑動。所述的模型飛機為完整的縮比整體，模型飛機安裝在導流罩內豎直的滑軌上， 模型飛機在滑軌的豎直方向上升降任意滑動。用于顯示氣流流動的飄帶固定在模型飛機水平尾翼下方。飄帶的功能是使氣流 可視化，強化演示的效果。在演示實驗中，當打開升力演示儀的風機電源開關時，高速旋轉的風扇產生較 大速度的氣流，氣流通過導流罩的引導與會聚，與靜止的模型飛機機翼產生相對運動， 由于模型飛機機翼的特定形狀而產生向上的升力，因此整個模型飛機將沿著兩條滑軌向 上垂直升起。飄帶在模型飛機尾翼后隨氣流流動飄擺。本專利技術一種用于物理教學的飛機升力演示儀，能夠生動直觀、完整地表現飛機 升力產生原理的過程，結構完整，避免了一些簡單實驗裝置無法得到整體認識的弊端， 信息明確，提高了可視性和直觀性，適用于中學物理教學實驗課程中的的演示實驗。附圖說明下面結合附圖和實施方式對本專利技術一種用于物理教學的飛機升力演示儀作進一 步詳細說明。圖1為本專利技術飛機升力演示儀的機翼剖面圖。圖2為本專利技術飛機升力演示儀的結構示意圖。圖中1.導流罩2.風機3.底座板4.模型飛機5.飄帶6.滑軌。具體實施方式本實施例是一種用于物理教學的飛機升力演示儀。該飛機升力演示儀包括導 流罩1、風機2、底座板3、飄帶5、模型飛機4和滑軌6。圖1展示了本專利技術飛機升力演示儀的機翼剖面視圖，它表達了飛機升力產生的 原理。由于飛機機翼型面的上表面彎曲凸起而機翼的下表面光滑平坦，在飛機與氣流發 生相對運動時，流過機翼型面的上表面的氣流在同一時間內流過的路程，比流過下表面 的氣流流過的路程遠，所以上表面氣流的相對速度比下表面的空氣流速度大。上表面的 氣流施加給機翼的壓力小于施加于下表面的壓力，因此產生升力。如圖2所示，本專利技術飛機升力演示儀的結構包括導流罩1、風機2、模型飛機 4、飄帶5、底座板3和滑軌6。本專利技術飛機升力演示儀是采用導流罩引導和會聚氣流，所采用的導流罩相當于 氣動實驗風洞的作用。導流罩1為透明的有機玻璃體。導流罩1和風機2固定在底座板 3上。導流罩1的前端與風機2出風口相對吻合并安裝。兩條滑軌6穿過模型飛機4機 翼上的小孔，其滑軌6的兩端分別固定于底座板3和導流罩1上。模型飛機4在滑軌上 可以上下任意滑動。所述的滑軌6的作用在于導向，保證模型飛機4只能在豎直方向上 升降任意滑動。用于顯示氣流流動的飄帶5固定在模型飛機水平尾翼下方。飄帶的功能 是使氣流可視化，強化演示的效果。在演示實驗中，打開風機2電源開關，高速旋轉的風扇產生較大速度的氣流， 氣流通過導流罩1的引導與會聚，與靜止的模型飛機4機翼產生相對運動，由于機翼的特定形狀而產生向上的升力，因此整個模型飛機4將沿著滑軌6向上垂直升起。滑軌6的作 用在于導向，保證模型飛機4只能在豎直方向上升降。飄帶5的功能是使氣流可視化， 強化演示的效果。安裝程序(1)首先將風機2安裝固定在底座板3上；(2)同時，將導流罩1的前端與風機2出風口相對吻合并安裝固定在底座板3 上；(3)將兩條滑軌6的一端固定于底座板3上，并安裝模型飛機4，兩條滑軌6的另一端穿過模型飛機兩機翼上的小孔，分別與導流罩1安裝固定；(4)將飄帶5固定在模型飛機4水平尾翼下方。使氣流具有可視化的效果；(5)模型飛機4在滑軌上可以上下任意滑動。權利要求1.一種用于物理教學的飛機升力演示儀，包括導流罩、風機、底座板、飄帶、滑軌 和模型飛機，其特征在于所述的導流罩(1)呈倒“U”字形，導流罩(1)的前端與風 機出風口相對安裝，導流罩(1)和風機(2)固定在底座板(3)上。2.根據權利要求1所述的飛機升力演示儀，其特征在于采用導流罩(1)引導和會聚 氣流，導流罩(1)為透明的有機玻璃體。3.根據權利要求1所述的飛機升力演示儀，其特征在于所述的滑軌為兩條，滑軌 (6)的一端固定于底座板(3)上，滑軌(6)的另一端穿過模型飛機(4)兩側機翼上的小孔 與導流罩(1)固定安裝。4.根據權利要求1所述的飛機升力演示儀，其特征在于所述的模型飛機(4)為完整 的縮比整體，模型飛機⑷安裝在導流罩⑴內豎直的滑軌(6)上，模型飛機⑷在滑軌 豎直方向上升降任意滑動。5.根據權利要求1所述的飛機升力演示儀，其特征在于所述的模型飛機(4)水平尾 翼下方固定有飄帶(5)使氣流可視化。全文摘要本專利技術涉及一種用于物理教學的飛機升力演示儀，包括導流罩、風機、底座板、滑軌和模型飛機。當開動風機產生較大速度的氣流，與安裝在透明導流罩內靜止的模型飛機機翼產生相對運動，由于機翼的特定形狀而產生向上的升力，整個模型飛機將沿著滑軌向上垂直升起，飄帶在本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于物理教學的飛機升力演示儀，包括導流罩、風機、底座板、飄帶、滑軌和模型飛機，其特征在于：所述的導流罩（１）呈倒“Ｕ”字形，導流罩（１）的前端與風機出風口相對安裝，導流罩（１）和風機（２）固定在底座板（３）上。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：葉軍，
申請(專利權)人：西北工業大學，
類型：發明
國別省市：87[中國|西安]