飞机升力产生原理的升力仅仅只是由于伯努利原理产生的吗

有哪些长期被「科学」地解释,最后发现那解释并不科学的现象?
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被「科学」地解释,最后发现那解释并不科学的现象?乐享非凡 乐享知识404 个回答“做出微笑表情,比起做出噘嘴表情,会让人感到同一副漫画更好笑”。这是有关情绪产生机制的脸部反馈假说的经典证据。实验要求被试用牙齿夹一支笔来模仿微笑的表情(如下图左);或用嘴唇夹一支笔来模仿噘嘴的表情。根据“面部表情不仅表现,还能反过来影响心情”的观点,微笑时心情会更好,看到的漫画也更好笑。这一效果首先由 Strack, Martin, 和 Stepper 于1988年通过实验证实,至今已有1621个引用 [1]。然而重复不出来。上图中,每行代表一个研究,第一行是88年的原始研究,下面则是新的实验。线段偏右表示实验支持脸部反馈假说,偏左表示实验的结果与脸部反馈假说的预测相反。总体而言,综合各研究无法得出做出微笑表情时会觉得笑话更好笑的结论。这是心理学可重复性“危机”的一部分。如何看待这些结果值得深入思考。特别是,面部反馈假说或者更普遍的具身认知理论,不能单凭这一系列的重复实验失败了就推翻。但不论如何,“做出微笑表情,比起做出噘嘴表情,会让人感到同一副漫画更好笑” 这个断言确实不能成立。不管它有多符合直觉、多让人感到生活充满了希望。我只要每天对自己微笑就会开心了!很遗憾,就和科学一样,生活也没那么简单。[1] Strack 等人1988年的经典论文:[2] 重复实验的报告:[3] 对于未能重复,Strack 本人的观点:App 内打开推荐阅读其它回答南七技校/轻宅/非干货不赞/苟利……“火车靠左行驶是因为防止相向的两辆车因为克里奥利力相撞。”然而其实南北半球的火车都靠左。火车靠左行驶的原因是因为火车是英国人发明的。=======补充=======克里奥利力/地转偏向力 应该是最经常被高估的一种力了,楼上的答案已经提到了抽水马桶问题。我稍微估算一下地转偏向力对火车的影响有多大:火车速度一般平均是120km/h左右,高铁能达到350,好!我们就按照高铁的速度算。纬度越低偏向力在水平向影响越小,好!我们就算在南极点。这样算克里奥利力有多大呢?大概是火车重力的14/10000。也就是说一般火车的偏向力不到重力的万分之14。什么概念呢?火车的轨距是1.4米,也就是说你在一个铁轨下面垫上一粒2毫米的沙子,产生的影响都肯定比克里奥利力大。(如果按火车的平均速度中国的平均纬度,半毫米的沙子就够了)铺路工人表示,你让我把铁路高度铺的半毫米都不差,臣妾做不到啊。=======再补充两个=======“自行车行动时不容易倒主要原因是角动量。”其实自行车的角动量并不大,不足以为车倒下多争取太多时间。主要的影响因素是前叉后倾,也就是车把朝后。这样车行进时,车产生的倾斜就趋势车把向同方向拐,产生离心作用负反馈重力矩。如果车把是竖直的,自行车会难骑很多。4.28补充图:“旅鼠自杀的习性”这个纯粹是妄想,作家为了警示人类不要过度繁殖写的鸡汤文。(经常用来做科普的那段视频是两个美国人跑到欧洲,把几只旅鼠强行赶下悬崖然后拍出来说旅鼠跳崖了←_←)提一个至今仍然留在初中物理课本上的伪科学。我觉得这样的伪科学要比“学界在一段时间内认知不准确”要更严重,这样系统地普及科普性解释又不作说明的现象在物理教科书上并不是很多见初中物理上对伯努利定理有简要介绍,提到了流速大压强小,并以此为基础分析飞机的机翼上凸下平,上表面路径长,流速快,所以压强小,故产生升力。以此为基础还衍生出了各式伪科学,如“伯努利定律不能解释翼型升力”但是实际上,在前缘分离后,气体分子根本就不会同时到达后缘,和路径长短并没有什么关系伯努利定律也可以很好地解释飞机升力产生的机理,可以推导出升力环量定理——————————————————————————————————————————具体解释,势必要先介绍黏性和可压缩性可以看一下这个问题下排名最高的答案再次强调,飞机产生升力的原理,仅仅只是压强沿表面积分得到的合力在垂直于来流的方向上分力不为0。伯努利定理可以解释无粘条件下的升力,很多情况下伯努利定理是不能解释飞机升力的。而教科书上的利用伯努利定理解释的方法是完全错误的如果有很多人感兴趣的话,日后补充如何利用伯努利定理推导升力环量定理———————————————————————————————————————————算是给自己挖了个大坑,慢慢填吧我希望诸位吐槽初高中物理老师的能或多或少体谅一下老师。对于大多数初中物理老师来讲,要解释飞机升力的产生,真的是一件几乎不可能的事,因为他们中的绝大多数人并没有系统地学习过流体力学,更不要说接触过势流理论了。流体力学乃至应用力学在物理里是一个略尴尬的存在,一方面成果斐然,一方面地位又不高,很多时候传统物理学专业的学生学习和理解的深度反而远远不及工科生———————————————————————————————————————————飞机的升力产生的机理,非要用动量守恒去解释也没错。可是飞行的时候,不光有层流,还有涡,还有湍流,这些流动结构要怎么去统计动量?最终还得回到求解表面压强分布的路数上来先说说伯努利定理是怎么回事。结论上,伯努利定理是流体力学里具有划时代意义的重要发现,也是势流理论的至关重要的一环。势流理论可以说是第一个能系统解释升力产生机理的理论体系伯努利定理怎么推导呢?我个人最推荐的方法是通过能量守恒推导,最有助于揭示伯努利定律背后的物理意义。具体的推导过程因为需要涉及到一点控制体的概念,这里先放一下,给出不可压流体的伯努利定理如果把两边同时乘以密度ρ,第一项明显是动能,中间的ρgz明显是重力势能,而压强p对于不可压缩流体来说可以理解为内能的一种表征。在空气动力学里,重力的影响是比较小的,可以忽略掉。也就得到密度乘以速度的平方与压强的和是一个常数。不可压流体的定义是密度是常数,这样我们就得到了物理书上说的,流速越快压强越低的结论,而这个结论的本质就是动能和内能之间的转化这个结论有两个限制条件,第一个条件是无粘流体。这个很好理解,如果有一个耗散的摩擦力,那么方程里就要多一项摩擦相关的项了。如果我们只关心升力,不关心阻力,似乎无粘条件是没有问题的,至少速度比较慢的情况下问题不大,所以这个假设是容易接受的。第二个假设则是,沿流线成立。什么样的曲线叫流线(Streamline)呢,就是曲线切线始终与当地流场速度方向重合的一条曲线。关于为什么要沿流线才成立,这里也先不进一步展开。我觉得直观上想一想其实还是很好理解的,把分子想象成排着队沿着流线前进,因为两条流线之间互不干扰,能量守恒自然是在每一条流线上单独成立的。而实际上,伯努利方程右侧的常数C就决定了这是哪一条流线这个时候,我们就得到了一个非常有意思的事:紧贴着机翼表面的流体是同一条流线的两条分叉。为什么机翼的表面一定是流线的一部分?因为质量不能穿过流线,而流体也不能穿过机翼表面。而机翼表面又是相连的曲线,如果是两条不同的流线,那流线与流线又交汇了,还是与流线的定义矛盾这样,就只有一种可能,那就是有这么一条流线,他如上图中间的蓝线所示,现在机翼前端分叉,紧贴机翼表面,又在机翼尾部汇合。这个结论非常奇怪,但却是唯一可能成立的情况。这样,我们就看到了一个非常有威力的结论。只要知道飞机表面不同地点的速度,并且知道上游无穷远处的压强和速度,我们就能用下面这个公式把机翼表面每一点的压强求出来,再沿表面积分得到升力。也就是用伯努利定理计算飞机升力接下来,让我们看一看怎么想办法利用这个关系,把压强的积分,也就是升力求出来。让我们先考虑一个简单点的情况:二维圆柱绕流为什么要从圆柱来分析呢?因为圆柱表面每一点的切线方向都很容易确定。相对来讲翼型表面比较复杂。当然上图的情况下升力为0,但不妨碍我们推导二维升力的Kutta–Joukowski定理。留一个链接,下次继续.急性阑尾炎跟饭后运动没关系。“饭后不要剧烈运动,不然当心得阑尾炎。”我们几乎所有人都听过这样的劝告,甚至有人精确的计算出了时间来,说一定要休息15分钟到30分钟。但实际上却并非如此。我们都知道阑尾是人消化系统当中一个几乎没什么用的器官(倒是说有免疫功能)。它的解剖位置接着盲肠,跟小蚯蚓一样。食物要来到这里要通过口、咽、食道、胃、十二指肠、空场、回肠,然后才可能来到阑尾这里。(人的消化道,图片引自网络,侵删)食物经过口的位置大约几秒,然后在胃里面停留时间可以在1小时以上,然后再小肠消化好几个小时,最后才能到盲肠,接触的到阑尾。食物在人体内的主要的动力就是依靠肠道蠕动,而光是人的小肠,就有6,7米左右,休息半小时怎么可能够?临床上食物残渣掉入阑尾的确是阑尾炎的发病原因之一,但是这跟饭后运动实在没什么关系。常见的阑尾炎的原因还包括阑尾的淋巴滤泡发炎、蛔虫钻进去了、便便掉进去了等等,甚至有文献说食物过敏也是阑尾炎的发病原因之一实在是防无可防啊……(文献显示,阑尾炎的好发长度是4厘米到9厘米左右的,不过知道这个也没有什么卵用)不过饭后休息我觉得还是必要的,因为食物这时候潴留在胃里面,需要血液来帮助消化。饭后剧烈运动可能造成血供不足,诱发胃溃疡。多说点阑尾炎。这个几乎是所有普外医生最基本的技能点了,但是很多医生也很烦阑尾炎,一来晚上值班经常容易碰到,二来这种低端手术做的好了没人觉得有什么功劳。而且阑尾长得样子千奇百怪,有人阑尾只有1厘米,有人能长到18厘米的,还有人有两条阑尾的。要是碰到奇葩的变异型阑尾,2小时下不来台也是完全有可能的。教科书上的阑尾炎有什么转移性腹痛啦,麦氏线三分之一点啦等等特征,但实际上阑尾炎临床上不典型病症太多了。不说别人,我自己有次肾结石了,在候诊的时候我还一直以为自己是阑尾炎……然后被急诊老师讥讽了一顿……( &﹏&。)~呜呜呜……&.像食物相生相克,酸碱平衡,小分子水,酵素之类的伪科学我就不提了说一个真的被写在教科书上的,绝大多数人都知道的一个 “常识”:味觉地图。什么是味觉地图呢?从小学时候,学到健康课程时,提到舌头上的味蕾,总会接触这张图:这幅图大家应该都见过。它是说,舌头上不同区域对各种味道的敏感性是不一样的。舌尖对甜味敏感,舌根对苦味敏感,舌侧面对酸味和咸味敏感……这个结论已经写进各个教科书中,似乎这是一个无懈可击的科学常识。甚至我在研究生的食品科学概论课上还看到过这幅图。这个理论长期被认为是科学事实从而广为传播。它的来历是什么呢?1901年,一位德国科学家发表了一篇关于味觉研究的文章,描述了一些人的舌头的某些区域对特定的味觉更加灵敏的现象,但注意:这只是他提出一种理论,还没有被别的研究完全证明为真。但这篇文章后来被哈佛大学精神医师 Edwin G. Boring 翻译为英文,并被当成科学事实广泛传播。但是,这个理论现在正在被越来越多的研究证据证伪。现在科学界的主流观点是:每个味蕾上都拥有分别感知5种不同味道的细胞。味觉信号被细胞感知后,它们可能是每种味道分别通过不同神经纤维来传输(专线传输,下图左),也可能是不同味道先进行编码,然后混合在一起通过一条 “总线” 来传输(交叉纤维模型,下图右)。(注:下图中间说的是另一种假设,这种假设认为每个味蕾细胞都能独立地感知5种不同的味觉。)换句话说,不管使用的是哪种模型,现代的研究认为,每个味蕾很可能都是无差别地感知到5种基本味道的!人舌头上和软腭上共有3000多个味蕾。所以,真正的 “味觉地图”,如果画出来,可能是这样的:注意:有些论文里确实提到了舌头不同部位的敏感性区别,但这种区别并不是特别明显,而且跟传统的“味觉地图”理论大相径庭。参考资料:Virginia B.Collings.
Perception & Psychophysics, 1974, Vol.16, No.1, 169-174.)Kaoru Sato, et al.
, 2002, Vol.122, No.4: Pages 74-82.部分图片和消息来源自果壳网。-------------------------------------微信公众号 “技术型吃货”,会分享一些原创的食品科学的技术型科普,欢迎关注。<div data-state="{&env&:{&isWechat&:false,&isQQNews&:false,&isAppView&:false,&appViewConfig&:null,&deployEnv&:&production&,&isBaiduSpecial&:false,&userAgent&:{&Edge&:false,&Wechat&:false,&Weibo&:false,&QQ&:false,&Mobile&:true,&Android&:true,&iOS&:false,&isAppleDevice&:false,&Zhihu&:false,&isBot&:false,&isWebView&:false}},&timestamp&:4,&currentUser&:null,&questions&:{&&:{&status&:{&isLocked&:false,&isClose&:false,&isEvaluate&:false,&isSuggest&:false},&visitCount&:3250385,&relationship&:{&isAuthor&:false,&isFollowing&:false,&isAnonymous&:false},&topics&:[{&introduction&:&科学知识的普及。&,&avatarUrl&:&/v2-d8200aeed66c238b2df2fdcb_is.jpg&,&name&:&科普&,&url&:&/api/v4/topics/&,&type&:&topic&,&excerpt&:&科学知识的普及。&,&id&:&&},{&introduction&:&教育是培养新生一代准备从事社会生活的整个过程,也是人类社会生产经验得以继承发扬的关键环节。狭义上的教育主要指学校对适龄儿童、少年、青年进行培养的过程。 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Strack, Martin, 和 Stepper 于1988年通过实验证实,至今已有1621个引用 [1]。然而重复不出来。上图中,每行代表一个研究,第一行是88年的原始研究,下面则是新的实验。线段偏右表示实验支持脸部反馈假说,偏左表示实验的结果与脸部反馈假说的预测相反。总体而言,综合各研究无法得出做出微笑表情时会觉得笑话更好笑的结论。这是心理学可重复性“危机”的一部分。如何看待这些结果值得深入思考。特别是,面部反馈假说或者更普遍的具身认知理论,不能单凭这一系列的重复实验失败了就推翻。但不论如何,“做出微笑表情,比起做出噘嘴表情,会让人感到同一副漫画更好笑” 这个断言确实不能成立。不管它有多符合直觉、多让人感到生活充满了希望。我只要每天对自己微笑就会开心了!很遗憾,就和科学一样,生活也没那么简单。[1] Strack 等人1988年的经典论文:[2] 重复实验的报告:[3] 对于未能重复,Strack 本人的观点:&,&commentCount&:15,&extras&:&&,&reshipmentSettings&:&need_payment&,&thanksCount&:25,&rewardInfo&:{&rewardMemberCount&:0,&tagline&:&&,&rewardTotalMoney&:0,&canOpenReward&:false,&isRewardable&:false},&isCopyable&:true,&type&:&answer&,&suggestEdit&:{&status&:false,&reason&:&&,&title&:&&,&url&:&&,&unnormalDetails&:{},&tip&:&&},&isNormal&:true}},&answersOffset&:0,&questionId&:,&answerIds&:[],&restAnswerIds&:[],&isLoading&:false,&isDrained&:false,&isModalOpen&:false,&adBanner&:null,&appViewFooter&:null,&isCommentLoading&:false,&commentsByQuestion&:{},&commentsByAnswer&:{},&relatedLives&:{},&isRegisterPanelOpen&:false,&video&:{},&recommendations&:null,&relatedReadings&:[],&recommendedContents&:[],&settings&:{&experiment&:{&topnavbarQrcode&:&topnavbar_qrcode_hide&,&ge2&:&ge2_1&,&recommendReadingsOnShare&:&wx_share_algo_recommend&,&nwebStickySidebar&:&sticky&,&homeNweb&:&default&,&ge120&:&ge120_2&,&qaLiveRecommendation&:&recommended_by_algo&,&default&:&None&,&newMore&:&new&,&wechatShareModal&:&wechat_share_modal_show&,&answerRelatedReadings&:&qa_recommend_by_rule&,&ge3&:&ge3_9&,&qaStickySidebar&:&sticky_sidebar&,&liveStore&:&ls_a2_b1_c2_f2&,&zcmLighting&:&zcm&,&favAct&:&default&}},&answerRewarders&:[],&token&:{&xUDID&:&ADCCcyClTQuPTgkl5q2FlUN2AvRtyeJGUdg=&}}" 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这个不是我熟悉的地区飞机的升力仅仅只是由于伯努利原理产生的吗? - 知乎900被浏览131402分享邀请回答/watch?v=ziVizcRupLs 6分钟之后有解释。1110 条评论分享收藏感谢收起&a data-hash=&72f61c552ba0dcee295a43f& href=&///people/72f61c552ba0dcee295a43f& class=&member_mention& data-editable=&true& data-title=&@张水& data-tip=&p$b$72f61c552ba0dcee295a43f& data-hovercard=&p$b$72f61c552ba0dcee295a43f&&@张水&/a& 的专栏文章&a href=&/Drizzt/& class=&internal&&升力是如何产生的 - 飞机那点事 - 知乎专栏&/a& 是给出了很好的解释。我再补充一些更细节的阐述。&br&&br&主要观点:&br&&ul&&li&&b&飞机升力的主要来源就是压力差;&/b&&br&&/li&&li&&b&定性地说,机翼上表面速度高,同时压力低,这样导致飞机得到了升力,也是没有问题的;&/b&&br&&/li&&li&&b&在产生正升力的时候,机翼上方的空气甚至要更早地到达后缘,“路程差同时说”根本是无稽之谈;&/b&&br&&/li&&li&&b&伯努力定律是牛顿力学基本原理在流体运动这一特殊场景中,基于一大堆前提,经过推导得到的结论,所以它们是统一的。不存在机翼的升力一部分来自伯努力定律的效应,一部分来自牛顿三定律的效应。二者更不可能产生矛盾。&/b&&br&&/li&&li&&b&伯努力定律只适用于低速情况(0.2~0.3Mach
以下,空气近似不可压缩),此时可以认为伯努力定律主导了飞机产生升力的机理。&b&随着Mach数升高,压缩性效应逐步凸显时,就不能将产生升力的机理归于伯努力定律了。&/b&在速度更高的情况下,空气的压缩性对升力有&u&十分显著&/u&的贡献。显著的意思是,相对于不可压缩状态,空气的压缩性使得上表面的压力降低得更多,并且这个压缩性的油水还很多。简单的压缩性修正系数&img src=&///equation?tex=%5Cfrac%7B1%7D%7B%5Csqrt%7B1-Ma%5E2%7D%7D& alt=&\frac{1}{\sqrt{1-Ma^2}}& eeimg=&1&&,能管用到0.7Mach差不多吧,此时这个系数已经是&img src=&///equation?tex=%5Csqrt%7B2%7D& alt=&\sqrt{2}& eeimg=&1&&左右了(改正根号)。更高级一点的修正呢,不说内容了,向名字致敬——卡门-钱学森公式。&/b&&/li&&/ul&----没耐心的看到这就行了----&br&&br&伯努力定律当然不错,牛顿定律当然也不错。&br&可气的是有人学艺不精把定律用错了,反而回头来诘难定律。&br&擀面杖吹火不好用,怪擀面杖咯?&br&&br&在经典力学范畴内,所有稀奇古怪的定律都无非是牛顿定律在某些特定条件下的应用,所以这些定律的结论是不会和牛顿运动定律有矛盾的。所以争什么升力是由伯努力产生的,还是牛顿产生的,或者说除了压力差还有伯努力,本身就犯了根本上概念的错误。&br&&br&那好,我们现在来分析飞机的升力。&br&&br&牛顿曰,有受力物体必有施力物体。飞机受到的升力,是空气施加的。为了不失一般化,我们这里不只讨论升力,我们讨论空气施加在飞机上的所有的力,称之为气动力。这个气动力,一般会被分解为两个分量,就是升力和阻力。&br&&br&所有的气动力都是施加在飞机表面的,对不对?飞机的表面是个曲面,每一点都有切向和法向。法向的作用力,我们称为压力,而切向的作用力我们称为摩擦力。我们把空气作用在飞机表面每个点(注意,此处有牛角尖)的力加起来(俗称积分),就得到了飞机从空气得到的总气动力,也就得到了升力。而通常,摩擦力的合力的大小会比压力小1~2个数量级,在升力方向的贡献更是微乎其微。所以说,飞机的升力是由机翼上下表面的压力差产生的,原则上是正确的。&b&飞机升力的主要来源就是压力差&/b&,不是摩擦力,更不是意志力,更更不是龟波气功。&br&&br&这里好像没有伯努力他老人家什么事哦。对的,就是这样。因为这是对升力性质的界定,并不涉及其产生机理。&br&&br&那么,到底为什么飞机能获得这个升力,而地上的砖头却不行?这时候就需要伯努力出山了。&br&&br&伯努力定律不仅仅是这么一个公式:&br&&img src=&///equation?tex=p%2B%5Cfrac%7B1%7D%7B2%7D%5Crho+v%5E2%3Dconst& alt=&p+\frac{1}{2}\rho v^2=const& eeimg=&1&&&br&还包含它的前提:流场定常,不可压缩,无粘,无旋;在有旋流场中在一条流线上成立。&br&&br&这个公式在低速飞行(0.2或0.3Mach以下,大概时速300公里,为什么是个范围呢?看应用场景和你需要的精度啊)是大体正确的。速度更高时,这个公式会严重低估升力和阻力。所以,&b&定性地说,机翼上表面速度高,所以压力低,这样导致飞机得到了升力,也是没有问题的。&/b&&br&&br&压缩性的问题我不打算在细说。现在主要是科普嘛,真的关心压缩性的人,有好多少等着他们去看呢。先把伯努力的事择清了。&br&&br&下面到了关键地方了,为什么上表面气流会速度快?最常见,最有迷惑性的解释就是,&u&由于不能产生真空且空气在低速是被认为不可压缩,所以在前缘被分开的空气必须同时到达后缘,进而由于翼型上凸,所以上表面速度必然较高。&/u&&br&&br&乍一看,这简直太他妈的合理了,完全无法抗拒啊。&br&&br&而上边的逻辑链条中,不能产生真空且空气在低速是被认为不可压缩 -& 所以在前缘被分开的空气必须同时到达后缘,这一点是不成立的。在产生正升力的时候,机翼上方的空气甚至要更早地到达后缘。&a href=&/question//answer/& class=&internal&&为什么机翼上下面空气流过的时间一定要相同?&/a&为什么会这样呢?因为空气的流动要满足质量守恒,要满足能量守恒,要符合牛顿定律,最后只好这样了。不是所有的现象都能得到清晰直白简单出解释。&b&问题的核心不是伯努力定律错了,而是这一说法对上表面气流为什么会比下表面更快的解释太过牵强附会。&/b&&br&&br&机翼对流体的作用,更形象的理解,是它在平静的气流上叠加了一个漩涡的效果。所以,在亚音速时,机翼不仅对它后方的气流有影响,对它前方的气流也有影响。机翼把前方的空气向上抬,在后方把气流向下压,最终得到一个升力。这根牛顿第三定律完全不会有冲突。甚至,升力的反作用力会通过空气的压力传导或摩擦,最终传递给地面。&br&&br&PS:所有的力学问题,都能找到两种途径去解释。用我高中物理老师的话说,一种微观的,一种宏观的。微观的解释就是分析传力路径,一步一步地搞清来龙去脉:空气如何在飞机的表面产生各种作用最后汇集成升力?。宏观解释就是通过整体的平衡和动量能量的守恒来分析问题,只看源头和终点,而不需要搞清楚中间的细节:空气把飞机抬了起来,那么飞机一定把空气压了下去,至于空气怎么跟飞机发生作用根本不重要,整体肯定时这么个情况。&br&&br&&br&几个常见认识误区的解释:&br&-----------------------&br&对称翼型:有人用对称翼型或平板反驳伯努力解释,这是不对的。对称翼型在对称流场(零迎角)时确实不会产生升力。在有迎角时,对称翼型可以产生升力。此时,以来流作为参考,翼型的几何形状其实已经不对称了,前缘驻点会移动到翼型的下表面,上表面气流的路程确实更长。这甚至连上述对伯努力原理的错误运用都无法驳倒。同理,飞机可以倒飞(upside down)也连上述对伯努力原理的错误运用都无法驳倒。&br&-----------------------&br&扰动的逆流传播:在亚音速时,飞机可以对它前方的空气产生影响。这是因为,空气中的一切压力扰动都是以音速传播的,当气流速度低于音速时,飞机的影响当然可以传播到上游。就好比你在静止的空气中说话,声音还是能传播出去一样。其实,更一般的,在亚音速的定常流场中,任意一点的扰动都对整个流场有全局的影响。扰动传播速度和气流速度是两个概念。&br&-----------------------&br&下洗:下洗这个概念的真实含义,并不像它的名字那样直接明了。不是所有把空气向下排的效应都叫下洗。下洗的准确含义是在有限翼展的机翼中,翼尖涡给&b&机翼&/b&带来的&b&额外&/b&的向下的速度扰动,才叫下洗。机翼对其周围流场的扰动不叫下洗。下洗这个概念的存在,是为了估计有限翼展机翼相对于无限展长机翼(也就是二维翼型)的升力损失,而不是为了计算升力的大小。所以它的着眼点是机翼受到的额外扰动。在二维情况下,孤立的翼型是没有下洗的,但是却能产生升力。这不应该被视为是对牛顿第三定律的违背。另外,&b&下洗效应并不依赖于粘性&/b&,是扰动全局效应的结果。理由参见上一条。&br&-----------------------&br&关于连续性假设:在本问题涉及的空气动力学现象中,把空气视为连续介质是没有问题的,绝对不会导致对升力的解释 偏离真实情况太多。前边提到“ 空气作用在飞机表面每个点(注意,此处有牛角尖)的力”,在几何意义上,点是无限小的,当然比空气分子小到不知道哪里去了,这个力当然不好算了。但是在空气动力学中,我们这个点大小刚好,比分子大得不得了,比飞机小的不得了。所以,空气是连续的,积分是足够准确的。我们庆幸飞机和空气分子的尺度差异是如此之大,给我们提供了一个寻找这一合理尺度的空间。&br&-----------------------&br&翼型形状的贡献:虽然牛顿定律可以解释机翼的升力,但这并不能说明机翼的升力与翼型的形状无关。真是这样的话多少气动工程师都可以去死了。牛顿定律只是说机翼给空气施加的扰动可以获得升力,但是机翼外形的细节决定了这种扰动的方式是否经济高效。&br&-----------------------&br&实际的翼型形状:真实的翼型其实很少有上凸下平的。一般都是上凸下也凸,这是为了保证前缘不会太尖。&br&典型的低速翼型:&br&&img src=&/d84e40a824cf5c5f51c1e87ce6c3087d_b.jpg& data-rawwidth=&1200& data-rawheight=&900& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1200& data-original=&/d84e40a824cf5c5f51c1e87ce6c3087d_r.jpg&&商用喷气客机用的超临界翼型:&br&&img src=&/bbc628a7d81fe8e08effaa_b.jpg& data-rawwidth=&1200& data-rawheight=&900& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1200& data-original=&/bbc628a7d81fe8e08effaa_r.jpg&&你一看就知道,说升力来自路径长度差,
简直荒谬透顶。&br&&br&--&br&致谢: &a data-hash=&59fcae6ff171& href=&///people/59fcae6ff171& class=&member_mention& data-editable=&true& data-title=&@Kaiser& data-tip=&p$b$59fcae6ff171& data-hovercard=&p$b$59fcae6ff171&&@Kaiser&/a& 光临,蓬荜生辉。
的专栏文章 是给出了很好的解释。我再补充一些更细节的阐述。 主要观点: 飞机升力的主要来源就是压力差; 定性地说,机翼上表面速度高,同时压力低,这样导致飞机得到了升力,也是没有问题的; 在产生正升…
我侧重直升机的吧。&br&看书太枯燥了,上视频。探索频道的直升机的纪录片都很好,通俗易懂,演示形象,历史资料丰富。&br&1.超强科技工程:直升机:&br&&a class=&video-box& href=&///?target=http%3A///v_show/id_XMzU4NjU4NDg%3D.html& target=&_blank& data-video-id=&& data-video-playable=&& data-name=&武器大百科 超强科技工程 直升机 坦克& data-poster=&/BB8CA66F5DDE16CB2-0CCB-EDF& data-lens-id=&&&
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&span class=&title&&武器大百科 超强科技工程 直升机 坦克&span class=&z-ico-extern-gray&&&/span&&span class=&z-ico-extern-blue&&&/span&&/span&
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&/a&&br&对直升机发明的历史讲解比较详细,包括很多技术细节在过去如何克服的&br&&br&2.攻击直升机&br&&a class=&video-box& href=&///?target=http%3A///v_show/id_XODkwODM5ODg%3D.html& target=&_blank& data-video-id=&& data-video-playable=&& data-name=&探索频道 攻击直升机& data-poster=&/BF002EC4-42A8-9C84-1DE8-3B0ED8AF879D& data-lens-id=&&&
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&span class=&title&&探索频道 攻击直升机&span class=&z-ico-extern-gray&&&/span&&span class=&z-ico-extern-blue&&&/span&&/span&
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&/a&&br&看看这些在直升机范围内稍显生猛的飞行动作,应该对你乘坐平稳客机的安全感有所帮助吧。&br&就这些吧,不多弄。看完之后有兴趣了再找书看。
我侧重直升机的吧。 看书太枯燥了,上视频。探索频道的直升机的纪录片都很好,通俗易懂,演示形象,历史资料丰富。 1.超强科技工程:直升机: 对直升机发明的历史讲解比较详细,包括很多技术细节在过去如何克服的 2.攻击直升机 看看这些在直升机范围内稍显…
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