【航空技术】空气是如何“托住”飞机不掉下来的

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精华笔记

飞机靠什么起飞？答案是飞机的升力，背后的原理是伯努利方程。

一、气体为什么会有气压？

1. 从宏观层面上看，气体的气压来自于外界的束缚；

2. 如果气体没有束缚，比如在太空中放一团气，气体倾向于向外扩散。但是如果用一个盒子去装住气体，向外扩散的趋势就被束缚住了，运动的气体分子打击在盒子的内壁上，内壁就感受到了气压；

3. 对于大气层来说，每一个海拔高度的气体分子都要承载其上所有气体的重力，这个支撑力就表现为气压。本质是地球引力的束缚，使大气层不会扩散到太空中。所以海拔越高，气压越低，因为上方的气体随着海拔的增高减少，需要承载的重力也越小。

二、飞机如何起飞？

1. 飞机能够起飞总体来说，是利用机翼上下方的气压差，飞机运动起来的时候，机翼下方往上顶的气压比机翼上方向下压的气压大，这个向上的气压差作用在机翼上，形成了飞机的升力，当升力大于飞机的整体重量，飞机就起飞了；

2. 气压差的出现，其原因是流速快的空气要比流速慢的空气气压更低。机翼上表面的形状是一条弧线，下表面是个平面。因为空气是处处连通的，所以同样一份空气在同样的时间内，分别从机翼的上方和下方流向机翼后方。上方空气经过的路程长，空气流速比下方的空气流速快，因此机翼上方的气压更小。

| 机翼的剖面结构

三、伯努利方程

1. 伯努利方程，说的是单位质量流体的动能加上重力势能再加上流体的压强是个常数；

2. 根据伯努利方程，机翼上下方空气的重力势能并无显著的差异，可以忽略。但是机翼的上方空气流速更快，就拥有更小的气压；

3. 伯努利方程的推导过程用的是空气的连续性，没有一个地方会突然出现真空。

思考题：为什么火箭不需要机翼？