[实用新型]飞机升力探究装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种理解伯努利原理的物理教学用具，特别是飞机升力探究装置。

背景技术

在物理教学中，为让学生掌握伯努利原理、理解飞机升力产生的原因，于是飞机升力实验成为重要实验，实验原理是：飞机机翼模型用泡沫制作，其下表面平整，上表面向外凸出。在风机送来的风的吹动下，空气在外凸的上表面处流速快，压强小，而下表面平整，空气流速小，机翼受到向上的压强差，产生向上的升力，于是出现机翼沿杆体向上移动的现象。

在现有实验中，机翼模型不能或不方便取出倒放，于是只能单纯地演示出机翼能否上升的现象，说服力不够；特别是有些厂家的实验装置，故意将机翼倾斜放置以迎风，利用机翼下表面与空气间的反作用力来促使机翼向上移动，该作弊方式严重违背科学精神，可惜的是，数年来，居然没人发现并提出。

申请人认为，要真正证明是机翼上下表面的形状差异引起的实验现象，就应控制变量，反证出：若机翼的上表面平整、下表面凸出，也就是将机翼倒放，在快速流动的空气中，要演示出机翼会下降，若机翼的上下表面均是平整面，则要演示出机翼模型不上升也不下降。

实用新型内容

本实用新型的目的是：为克服上述困难，提供一种飞机升力探究装置，在实验过程中，可旋转机翼及机翼支架，演示出机翼在正放、倒放、倾斜放等多种状态下，机翼移动方向会随之而变；甚至可演示出当机翼上下表面为相同的平整面时，机翼既不上升也不下降的现象。

为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种飞机升力探究装置，包括机翼模型（8）、穿接在机翼模型前后两个通孔（9）中的两立杆（13和10）、以及底座2，其特征是：所述机翼模型（8）放置在透明的风洞筒体（4）内，所述两立杆的下侧分别连接在平支撑板（6）的两端，平支撑板（6）用于支撑机翼模型平整的下表面，所述两立杆的上侧分别连接在弧形板（11）的两端，弧形板（11）与机翼模型（8）上表面凸出的弧度相吻合，用于支撑倒放的机翼模型；所述两立杆的上下两端分别通过弹性连接装置可滑动地卡接在风洞筒体（4）内，所述风洞筒体（4）环形内壁设有凹陷的滑动槽（5），以使两立杆（13和10）连同机翼模型（8）在外力作用下可绕风洞筒体（4）的轴线转动。

作为改进，所述平支撑板（6）的两端通过螺钉（12）可拆卸地连接在两立杆（13和10）之间，所述弧形板（11）的两端通过螺钉（12）可拆卸地连接在两立杆（13和10）之间，两立杆的相应部位开有供螺钉（12）穿过的孔。

作为进一步改进，所述弹性连接装置为套接在立杆端头处的弹簧（7）。

作为更进一步改进，所述机翼模型还包括有：上下表面均为平整面的泡沫块（14）。

采用上述结构后：

将机翼正放（上凸下平），启动风机送风，可观察到机翼在风洞中上升。

手动旋转立杆，使得机翼倒放（上平下凸）时，可验证机翼不能上升。

实验过程中，若在竖直面内旋转立杆及机翼，可观察到机翼始终向表面凸出的方向侧移动。

若将机翼更换成上下表面均为平整面的泡沫块，可发现泡沫块不能上升。

本实用新型的有益效果是：巧妙采用控制变量法，变换四个角度来验证伯努利原理，不仅逻辑严密、科学性高、说服力强，还提高了实验的趣味性，像磁石一样吸引着学生来探索神秘的物理世界，具有结构简单、成本低、实验效果显著、易于推广的优点。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图（机翼正放）；

图2是本实用新型的结构示意图（旋转后使机翼倒放）；

图3是本实用新型的结构示意图（用上下表面均平整的泡沫块代替机翼）；

图中：1风机，2底座，3送风口，4风洞筒体，5滑动槽，6平支撑板，7弹簧，8机翼模型，9通孔，10后立杆，11弧形板，12螺钉，13前立杆，14泡沫块。

具体实施方式

如图1、图2所示，底座（2）上固定有风机（1）、送风口（3）、透明的风洞筒体（4），风洞筒体（4）内放置有机翼模型（8）、支撑及限制其移动方位的前立杆（13）和后立杆（10）。前立杆（13）和后立杆（10）两立杆的下侧分别连接在平支撑板（6）的两端，平支撑板（6）用于支撑机翼模型（8）平整的下表面；两立杆的上侧分别连接在弧形板（11）的两端，弧形板（11）与机翼模型（8）上表面凸出的弧度相吻合，用于支撑倒放的机翼模型。