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飞机为什么能飞起来?科学界仍无答案2

 钟家台 2022-03-17

第三个问题特别关键,可以证明伯努利原理对升力的解释是不对的:一架具有弯曲上表面的飞机翻过身来也能飞行。这种情况下,弯曲的机翼表面变成了底面。根据伯努利原理,机翼的下表面的压力会降低,当这个低压环境结合重力作用,应该会产生一个向下拉动飞机的效果,而不是支撑它继续飞行。但是,无论是具有对称翼型的飞机(其顶部和底部的曲率相当),还是上表面和下表面均为平坦翼型的飞机,只要机翼遇到迎面而来的风,并且配合适当的迎角,都能翻过来飞行。这意味着,伯努利原理本身并不足以解释升力产生的原因。

用伯努利原理解释机翼升力的缺陷

除了用伯努利的理论来解释升力外,科学家还试图用另一种理论来解释这种力的来源:牛顿的作用力和反作用力原理。根据这个定律,当机翼向下推空气,有质量的空气会产生一个大小相等、方向相反的向上推力,也就是升力。因此,理论认为机翼是通过推动空气使飞机产生升力的。这个理论适用于任何形状的翅膀,弯曲的或平坦的,对称的或不对称的。同时,这个理论也适用于正常飞行,或者翻过来飞行的飞机。因此,牛顿第三定律对升力的解释比伯努利原理更全面,也能应对更多情况。

但就理论本身而言,作用力和反作用力并不能解释机翼顶部的低压区,而这一区域的存在也与机翼是否弯曲无关了。只有当飞机着陆停止飞行后,机翼上方的低压区才会消失,使顶部和底部变得一样,恢复到周围的气压。但是,只要飞机在飞行,低压区就是空气动力学无法忽视的因素,必须加以解释,才能说明飞机为什么能飞起来。

因此,无论是伯努利原理还是牛顿第三定律,从各自的角度出发,它们都是正确的,两者并不相互矛盾。然而,问题在于,任何一个理论都无法完整地解释升力,两者结合起来也不行,因为两者都遗漏了一些东西。

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