飞机为什么能飞起来？知道某件事不能简单解释，也是一种重要知识飞机为什么能飞起来？我最近

飞机为什么能飞起来？我最近才知道，这个问题出人意料的复杂，远不是三言两语能说清楚的。

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科普中最常见的解释，是伯努利原理，即在给定高度下，流体中某一点的速度越高，压强就越低。人们会说，机翼上表面的空气流得快，压强低，而下表面的空气流得慢，压强高，因此下方往上抬的力超过上方往下压的力，这就产生了净的升力。
到这里为止，这个解释是完全正确的。但好奇心害死猫，假如你继续问，为什么机翼上方的空气流得快，下方的空气流得慢？那就没有简单的答案了。

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有些科普书说，机翼上方凸起，下方较平，空气从上方流过的距离长，从下方流过的距离短，所以上方的流速大，下方的流速小。这种说法貌似有理，但其实是错的！错误的原因在于，它预设了一个前提，就是空气沿两点间不同的路径会走相同的时间，即从机翼前缘出发的两个空气质点会在机翼后缘同时会合。但这是大错特错的，完全不存在这样的同时性原则。北京大学力学系退休教授武际可老师写了一篇文章（https://blog.sciencenet.cn/blog-39472-828215.html），阐述了这个问题。假如在流场内同一高度的AB两点间用一根橡皮管连起来，在管子入口处分离的两个质点，一个沿直线到达B ，一个沿橡皮管到达B ，难道它们会同时到达吗？极而言之，如果橡皮管的长度是AB直线距离的100倍，难道它们会同时到达吗？当然不会。所以这种同时性的解释是站不住脚的。

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由此可见，对于飞机为什么会飞起来，伯努利原理的解释是一种半截子的解释。它只是告诉了你这个现象，即下方流得慢、压强高所以产生升力，但并没有告诉你这个现象的原因。再来看另一种解释，反作用力的解释。机翼只要倾斜一点，即对空气有一个攻角，就会把一部分空气反射到下方，也就是说它在往下压空气。根据牛顿第三定律，空气对机翼就会产生一个向上的反作用力，这就是升力。所以只要飞得足够快，攻角不为0 ，那么任何形状的飞行器都能飞起来。在军迷中有一句名言“力大砖飞” ，即只要发动机力气够大，一块砖头也能飞起来，说的就是这种现象。

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这个解释也是正确的，但它在定量上有严重的缺点。把攻角称为alpha ，那么由此算出的升力正比于sin平方alpha ，也就是说它是一个二阶小量。

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假如升力真的这么小，那飞行应该是没有指望的。因此钱学森的导师、空气动力学大师冯卡门开玩笑地说：“牛顿耽误了飞行。 ”

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乔治·凯利（GeorgeCayley ， 1773-1857）
幸运的是，实验测量表明，升力在一定范围内正比于sinalpha ，而不是sin平方alpha ，所以它比简单计算的结果大得多。这个实验是1804年，英国科学家乔治·凯利（GeorgeCayley ， 1773-1857）做的，他因此被称为空气动力学之父。

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