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飞机飞行的基本原理
来源:青少年科技创新网 时间:2026-01-27

  一般来说涉及流体的很多技术都是建立在实验测量的结果之上的。这并不是因为我们没有弄懂它们所遵循的基本物理定律,而是因为实际气流行为由大量自由度共同决定,表现出高度非线性和复杂性。因此,在工程实践中,人们通常使用经过验证的流体力学模型,并结合实验数据来描述真实气流。

  基于这一原因,风洞实验长期以来都是研究飞行器气动性能的重要手段。通过实验可以在可控条件下复现真实飞行状态下的气流结构。随着计算方法的发展,人们也开始通过数值求解流体力学方程,对飞机周围的流场进行模拟,从而在设计阶段评估结构的合理性与安全性。

  飞机能够升空,主要依赖机翼的特殊外形与姿态在气流中产生的升力。飞行过程中,机翼上下表面形成明显的压强差,下方压强大、上方压强小,从而产生向上的合力。具体机理较为复杂,简要来说有两个关键因素:

  1.机翼向上倾斜。机翼通常相对来流具有一定向上的倾斜角度,气流被机翼向下偏转,根据动量守恒,机翼会受到一个向上的反作用力,即升力。

  2.环量与附壁效应。气流在机翼表面流动时,由于黏性作用,会贴附在机翼表面并绕过机翼形成整体环量结构,从而导致机翼上下方流动状态不同,进而产生压强差。这一描述可以在流体力学框架下得到较一致的解释,也能说明飞机在倒飞等情况下仍然能够产生升力。

  大家觉得飞机能起飞很神奇是觉得飞机又大又重。但是实际上以C919为例,体积大约为440立方米,不装货物时质量大约45.7吨,平均密度比棉花还低。如此看来,飞机能起飞也就可接受多了。

(中物所)


  一般来说涉及流体的很多技术都是建立在实验测量的结果之上的。这并不是因为我们没有弄懂它们所遵循的基本物理定律,而是因为实际气流行为由大量自由度共同决定,表现出高度非线性和复杂性。因此,在工程实践中,人们通常使用经过验证的流体力学模型,并结合实验数据来描述真实气流。

  基于这一原因,风洞实验长期以来都是研究飞行器气动性能的重要手段。通过实验可以在可控条件下复现真实飞行状态下的气流结构。随着计算方法的发展,人们也开始通过数值求解流体力学方程,对飞机周围的流场进行模拟,从而在设计阶段评估结构的合理性与安全性。

  飞机能够升空,主要依赖机翼的特殊外形与姿态在气流中产生的升力。飞行过程中,机翼上下表面形成明显的压强差,下方压强大、上方压强小,从而产生向上的合力。具体机理较为复杂,简要来说有两个关键因素:

  1.机翼向上倾斜。机翼通常相对来流具有一定向上的倾斜角度,气流被机翼向下偏转,根据动量守恒,机翼会受到一个向上的反作用力,即升力。

  2.环量与附壁效应。气流在机翼表面流动时,由于黏性作用,会贴附在机翼表面并绕过机翼形成整体环量结构,从而导致机翼上下方流动状态不同,进而产生压强差。这一描述可以在流体力学框架下得到较一致的解释,也能说明飞机在倒飞等情况下仍然能够产生升力。

  大家觉得飞机能起飞很神奇是觉得飞机又大又重。但是实际上以C919为例,体积大约为440立方米,不装货物时质量大约45.7吨,平均密度比棉花还低。如此看来,飞机能起飞也就可接受多了。

(中物所)