「台州市民閱讀館」飛機為什麼能飛起來？「伯努利原理」了解一下

2020-10-11 台州抽屜

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2019年6月29日上午，湖北荊門「晨龍天使/Angel」多用途通勤飛機在漳河機場首飛成功。（黃林/人民圖片）

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談起飛機為什麼能飛起來，不得不提到的就是「伯努利原理」。丹尼爾·伯努利在1726年提出：「在低速流動的流體中，一條流管內氣（液）體流速越大，其靜壓越小」。這個原理被後人稱為「伯努利原理」。

伯努利原理可以用一個簡單的實驗來驗證。我們拿著兩張紙，往兩張紙中間吹氣，會發現紙不但不會向外飄，反而會被一種力擠壓在一起。因為兩張紙中間的空氣流動速度快，壓力就小，而兩張紙外側的空氣沒有流動，壓力就大，所以外側空氣就把兩張紙「壓」在了一起。

飛機升力跟伯努利原理有什麼關係呢？原來飛機機翼的翼型都是經過特殊設計的，當氣流經過機翼上下表面時，上表面路程要比下表面長，氣流在上表面的流速要比在下表面流速快。根據伯努利定理知，流速大的地方壓強小，流速小的地方壓強大，因此下表面的壓強大於上表面的壓強，由此產生壓力差，這個壓力差就是使飛機飛起來的升力。

不難想像，大飛機重量大，要想飛上天，所需升力自然就要比小飛機所需升力大。飛機升力的大小又跟哪些因素有關係呢？

飛機升力的大小還跟以下幾個因素有關：飛機的機翼面積、空氣密度、飛行速度以及飛行迎角。

機翼面積越大，升力越大。其實，前文在解釋升力形成時提到的壓力差，本質上是壓強差，壓強與面積的乘積才是壓力的大小。這樣自然機翼面積越大，飛機升力就越大。

空氣密度和飛行速度是決定飛行條件動壓的兩個條件。空氣密度越大，則空氣給予飛機的升力也越大，這很容易理解。飛行速度越大，那麼由伯努利原理給出的壓強差就越大，升力也就越大。

飛行迎角可以理解為飛機機體的方向與氣流方向的夾角。在飛機起飛的過程中，我們能看到飛機抬頭，這就是飛機的迎角了。通常來說，在一定範圍內，飛機迎角越大，升力就越大；但是迎角達到一定程度後，升力就會突然下降，這就是飛機的失速。失速是非常危險的，倘若不及時減小迎角，就會因為失速失去升力而急劇墜落，以致發生飛行事故。歷史上有多次飛機失事都源自失速。

本文由空軍指揮學院教授徐邦年進行科學性把關。

來源：科普中國

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