牛顿第三定律什么意思

飞机何以腾飞?——飞行原理揭秘
引言:普遍流传的飞行原理告诉我们,飞机的升力是由机翼产生的上下压差所形成,但这其实是基于伯努利定律的片面解释。那么飞机的真正飞行原理是什么呢?让我们一起探讨飞机如何起飞的问题。
许多科普文章简单地将飞机的飞行原理归结为伯努利定律的应用,即流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。飞机飞行时,机翼上下空气流线分布不均,导致上下压强差异,从而产生升力。这种解释并不严谨。
事实上,机翼的形状虽然在一定程度上影响飞行性能,但并不是产生升力的关键原因。真正的飞行原理涉及到更深层次的物理原理。飞机的升力大部分来自于机翼上部气流的下洗流,即由于机翼产生的下降气流的结果。这是基于牛顿第三定律的理解。而机翼上下表面的压力差产生的升力只是总升力的一部分,不应被误认为总升力的唯一来源。
为了理解飞机真正的飞行原理,我们需要从牛顿三大定律出发。当我们坐在椅子上的时,我们对椅子施加作用力,椅子也会对我们施加反作用力。这就是牛顿第三定律的体现。同样地,在飞机飞行过程中,机翼对气流进行加速转向下方,根据牛顿第三定律,气流会对机翼施加一个向上的反作用力,这就是飞机的升力。
现代飞机的机翼设计多样化,如惠特科姆超临界翼型等,但其基本原理都是将气流推向下方以产生升力。喷气式发动机、螺旋桨、直升机旋翼等都是通过加速气流来产生所需的升力或推力。
机翼周围的气流流动情况对升力的产生至关重要。当气流遇到机翼时,会发生分流并稍微向下离开机翼,这种下行的气流称为下洗流。下洗流的作用力的反作用力即为升力。机翼是通过把气流推向下方而产生升力的。
飞机的升力并非仅仅由机翼的形状决定,而是基于深厚的物理原理。正确理解了这些原理,我们就能更深入地理解飞机是如何起飞的。关于机翼上表面气流为何流向下方、飞行原理中的牛顿第一、第二定律的应用等问题,感兴趣的读者可以进一步查阅相关书籍,以获取更多关于升力的内容。
参考书籍:《认识飞行》【美】D.F.安德森【美】S.埃伯哈特;《Pilot's Handbook of Aeronautical Knowledge》航空管理局FAA公开出版物。
