飞机为什么能飞起来?答案其实很简单。

飞机的升力就是气流从径向流过机翼弧面产生的离心力.

任何具有质量的物体沿圆弧运动,都会在该圆弧的法线方向产生离心力,这是一个可由牛顿第二定律充分解释和计算的初级物理现象。以此解释机翼升力,是每个中学生都能迅速理解和接受的;不仅简单,而且符合每个人的经验.

可以估算一下:地面附近气压大约100KPa,一台离心风机通常能产生-20KPa的相对真空度。在气流速度相当的情况下,机翼弧面只需达到离心风机1/10的工作效率,即能产生每平米204公斤升力。

-20KPa=-20000N/m2咱们把机翼的离心效率打1折甩卖:*1/10-2KPa=-2000N/m2(牛顿每平米)=-204Kgf/m2(公斤力每平米)

“---钱学森的导师、空气动力学大师冯卡门开玩笑地说:“牛顿耽误了飞行。---”

牛顿用至为浅白的语言,给我们留下了第一,第二,第三定律,除了第二定律表示为F=m*a, 另二个定律连加,减,乘,除都没用上。

饶是这么简单,“钱学森的导师、空气动力学大师冯卡门”显然也并没有吃到心里去,刻到神经元里,形成一种训练后的习惯意识。

所以我说,牛顿并没有耽误飞行,牛顿已经告诉了我们如何飞行,特别是,只需要用到牛顿第一,第二,第三定律,我们就能完备地描述和计算机翼的升力。

我们还可以用生活化的经验作一点解释:

空气与水一样属于无定形体,压力(此外也有分子间力形成的张力)能使其快速填充于临近的任何真空。

当其作圆弧运动的时候,必然在圆弧内外垂直方向产生大小相等,方向相反的离心力与向心力。这里的向心力是大气压提供的,离心力则是把空气分子向圆弧外面甩开的力。

这个把空气分子甩开的离心力能抵消部分大气压力,形成一定的相对真空度。1-2%的相对真空度只要配以相应的机翼面积,即可让飞机在天空飞行。

这应该是人人都能理解的了。

(原创)

2022-05-11
科技

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