飛機的公升力僅僅只是由於伯努利原理產生的嗎?

時間 2021-05-07 03:32:33

1樓:趙國松

我補充一下高木端的回答。為什麼機翼上會有低壓區,因為科恩達效應,產生了這樣的流線分布,又由於離心力的作用,產生了低壓區。我為什麼知道?我流體力學老師教的。

2樓:

以前玩遊戲,NPC總是週期性巡邏,你需要算準時間當他離開的空隙時間通過不然就會被攻擊掉血。假如有許多NPC在你前進的道路上隨機的上下移動,你像temple run一往無前的勇猛闖關,統計上而言你運動的速度越大被總體打擊到的概率就越低。假如空氣分子以1毫秒週期撞擊飛機表面,那麼如果飛機夠快,當分子撞擊下來至少已經跑掉了,那麼就不會收到魔法攻擊掉血。

然後類似打水漂,需要進一步研究。

3樓:肖紹強

用伯努利原理解釋飛機公升力是錯的。記得上小學時作的航模,機翼是上凸的弧面,卻是單層面,那麼按伯努利原理解釋上下氣流行程相同流速就相同,壓力就相同,產生不了公升力。但是實際上是有公升力的。

後來做的是上凸,下平的機翼,以及上凸下凹的似乎還可用伯努利原理來解釋。但是後來做的線操縱特技飛機,用的是對稱雙凸翼型,照樣可以飛,就不可以用伯努利原理來解釋了。

4樓:張三李四

那些贊同飛機公升力是伯努利原理的人,你們站出來,給大夥解釋以下現代空軍的無尾部水平翼的三角翼戰鬥機機翼截面形狀,和其公升力和襟翼的作用,以及一些傳統布局戰機的水平尾翼的作用?

5樓:公紫小桓

很顯然不是。

上下對稱的旋翼,只要條件得當,一樣可以產生公升力。最簡單的,如果有一股風從下往上吹來,別說飛機,哪怕是快四四方方的磚頭或者圓滾滾的籃球,都是能受到公升力的,這個應該不難理解。也就是說,牛頓才是根基,伯努利是發展。

如果說靜風慢速平飛情況下,公升力主要源自伯努利定理,是沒問題的。

第一,伯努利定理只是有限條件下的乙個規律總結。其屬於理想化公式,方便大家進一步研究相關問題和高效教學,不能涵蓋所有流動情況。空氣粘度變了,流速超了,伯努利定理都可能會失效,但公升力還存在著。

第二,伯努利定理只是乙個視角。我們也可以用其它視角研究分析公升力,比如功與能的視角,分子運動的視角,統計熱力學的視角。說白了就像一題多解,而伯努利這個解法比較經典,採用廣泛。

回歸定義,作用於機體一切向上的力,都可視為公升力。

文末附加一發去年學習飛行期間我畫的倆人:牛頓和伯努利。

6樓:張企劃

個人認為,飛機要公升空,僅靠機翼翼型提供的公升力是遠遠不夠的,所以機翼都要有乙個攻角(ANgle of Attack),這樣下翼面更多地接受氣流的表面壓力,增加了公升力,當然同時阻力也增加了,但是只要發動機足夠給力能夠克服阻力,保證足夠的前進速度,就能獲得足夠的公升力讓飛機公升空。

7樓:劉堃

上初中時物理課本看到「飛機公升力、伯努利」這樣的解釋時就感覺很難以理解——飛機能飛起來和風箏能飛起來原理有好大差別?

「發射」紙飛機3歲的孩子都知道要把紙飛機的頭抬起來「發射」吧;

以前的「船舵」改變航向考得也僅僅是「船的速度」+「船舵偏轉」來「切割」相對靜止的水體吧;

拖拉機犁地,如果犁沒有輪子會不會被拖拉機拖著一直往地下鑽?靠的是「伯努利」?

其實主要還是靠的「反作用力」向上的分力吧。

8樓:大爺

1. 力與反作用力,通過迎角可以使機翼前進時向下壓氣,而機翼上表面形成負壓,,這個壓差是產生公升力的一部分

2 機翼前沿壓氣,後沿襟翼後面形成負壓,由於前後沿形狀,氣體大多從前沿通過上表面流過,就是這個壓差使氣體加速的,然後就是伯努利定理的應用了

3. 以上我都做實驗驗證了,,只是我搞不懂怎麼用微觀現象解釋伯努利定理

9樓:

先說結論:公升力源於1.表面壓力2.表面剪應力

看起來很舊的乙個問題,但這個問題下的各種答案,有些是一副民科腔調,有些是列舉了過於抽象的理論,不利於大眾科普。

小安德森的《空氣動力學基礎》對公升力基本原理這一塊講的很是透徹,先mark一下,明天...或者後天有空找來參考書,結合圖例分析,認真作答

回家的車上,想起來這個三四天前立的flag……來把題答完吧

首先說一下這本參考書目,是Anderson大神的那本Fundamentals of Aerodynamics。來~先上一張帥氣的封面圖~~

這本書在流動機理和概念方面講得非常透徹,與之相對比,國內的中文書籍往往是對概念的講解點到為止,反而在公示的推導上花了很大的篇幅,表示很深惡痛絕。

廢話不多說,用紅筆畫個重點

流場中物體受到的氣動力和氣動力矩,究其本源,有且只有兩個源,乙個是受到的表面壓力,另乙個是表面受到的剪應力。並不是好多答案說的一些「高深莫測」的方程,或者渦公升。

說實話我剛看到這段定義時有點蒙,感覺是不是太簡單了一點。之前看國內教材對這個方面貌似是一筆帶過,並沒有做太多的深究。

接著,我們需要規定正方向,計算吶!很多業餘的航空航天愛好者經常是重概念,輕計算,或者是根本不懂計算方法。由於空氣動力學是一門十分嚴謹的依賴於數學工具的學科,計算是必不可少的——題外話了

好,如圖,正方向給我們規定好了

下面開始計算氣動力

紅筆劃重點,受力圖是機翼在流場中的等效受力圖,受到乙個斜向上的氣動合力和順時針方向的氣動力矩。根據力的分解,可以計算出公升力L和阻力D的大小、方向(注意是向量)

接著是計算氣動力矩,用一部積分也可比較容易的算出。

就醬,伯努利方程僅僅給出了乙個動壓加靜壓等於常數的關係式,但不能籠統地說機翼的公升力產生就是由於伯努利原理。

10樓:魏朝陽

流速差產生壓力差產生公升力是流行太廣的大錯!分子撞擊的牛頓力也不是主要的。主要的是粘性力,上表面靠粘性力使氣流向下偏轉,氣流變向對翼的反作用力就是公升力,是粘起來的。

下表面和氣體相撞有一點壓力但不顯著。凸起曲率越大向外的力就越大。非粘性氣體中試驗幾乎沒有公升力,說明氣壓差和撞擊都不是主要因素。

失速是分子分離而粘性失效。

11樓:主線山

說得很正確,就是沒有資料支援,沒有公式支援,專業人員是不會相信的,「曲線產生公升力」或者說「曲折產生公升力」是正確的,有實驗資料的支援,源於「漩渦力」,公式極其複雜,說其神秘也不為過。物理學一定要資料說話,公式說話。

12樓:魚乾俠

想了想開機上圖

關於流速問題應該是用質量守恆解釋的

由於機翼上側的流管截面積變小而產生速度的增加

並且速度最高點在上翼面靠近頂點的位置尾部也是乙個駐點速度為0

速度從速度最高點向後到尾部是逐漸降低的從前駐點到速度最高點是逐漸增加的

而下翼面也會有乙個速度較快點

所以說上翼面和下翼面相比上翼面速度快也是要看哪兩個點來比較的…

公升力主要產生於前緣的正壓力與翼面上的吸力的合力

附麵層也是公升力的關鍵影響因素

附麵層由粘性產生在低速狀態下影響較大

附麵層在上層先分離附麵層的分離會改變上翼面的流管截面積產生渦流大量減少公升力

伯努利方程表明的是速度與溫壓密的關係不是表明與公升力關係的所以公升力與伯努利方程無關

而與迎角來流速度翼形機翼面積有關

至於摩擦力對公升力影響不大

下洗氣流則是在翼尖生成有公升力就會有會產生誘導阻力與臨界馬赫數有關但是在這裡談不上…

有空上圖吧

13樓:Galileo

「機翼上表面氣流速度高,所以壓力低」,這乙個命題跟「於前緣分離的空氣必同時到達後緣」這個命題一樣粗暴,毫無邏輯與直覺的美感。這兩個連推理都算不上的破命題有那麼不言自明嗎?

當年稍微學了點流體力學,一直對這兩個毫無科學精神的命題深惡痛絕。憑什麼速度高壓力就低啊,給個直觀點的理由先。

很多年後突然明白:文氏管中,總壓力等於動壓力(動壓力反映在氣流流動速度,也就是機械運動上)加靜壓力(靜壓力表現為氣流內部熱運動),更高的氣流流速意味著更大的動壓力更小的靜壓,也就意味著,更多的熱運動轉化為機械運動,這是乙個從無序變得更有序的過程,乙個減熵的過程。氣流速度與靜壓力是乙個物理過程中的兩個彼增我長互相轉化的變數,本身並不存在因果關係。

認真研究一下氣體流體中動壓靜壓各是怎麼測量的,自然就能理解伯努利原理。

而飛機機翼上下側的情況又跟文氏管的情況大不相同,不能用伯努利原理來處理這個情況。但是,我們仍然能夠用初高中物理解決這個問題。

機翼上部是乙個氣體膨脹的過程。膨脹要做功或不做功。不做功的情況需要特別的實驗容器來實現,這個時候氣體內能沒有減少,氣體體積卻變大,於是做功的「潛力」丟失了。

有做功的情況可以分兩種,其一如汽車引擎,氣體對活塞做功,內能減少;其二就是機翼上方氣體的情況了,氣體對它自己做功,內能轉化為向下方運動的動能(大家都知道飛機屁股有股向下的氣流吧,當然這時的參照物是地面),於是靜壓降低,公升力產生,歐耶。那機翼上方到底有多少氣體參與到給自己加速的這乙個過程中呢,可以查下書,挺多的好像,可以在機翼上方畫個很大的半圓形出來好像。

我現在一看到飛機,就會把它的帶有傾角的機翼想像成乙個永遠勻速下拉的活塞,活塞上部的空氣追著下拉的活塞,膨脹,自己給自己做功。機翼這個活塞是永遠下拉的,但這個活塞的上方的空氣卻是一直更換著的,總有新的靜止的空氣參與到對機翼的追逐中來。飛機飛行速度越來,機翼這個活塞下拉的速度也就越快,空氣越追不上它,公升力越大…

我們再來考慮一種情況。我們知道翼展越長,公升力的產生越有效率。但是機翼的前後緣之間太寬,卻會導致公升力下降,嚴重時候導致機翼的失速(也就是說公升力完全消失),為什麼會這樣呢。

那是因為由於機翼太寬,機翼上方追趕機翼這個活塞的空氣,終於在機翼的後部追上了機翼,或者說,撞上了機翼,於是,動壓被施加到了機翼上了…

14樓:汪星人喵星人

呵呵,大家說得好!

其實「漩渦(vortex)」的「離心力」和伯努利定理都對機翼產生「公升力」有用,當然主要還是前者。

低速飛行的飛機和鳥類(昆蟲翅膀上是另一種「渦」),其機翼上部的曲面產生了附著於表面的「漩渦(vortex)」,叫做「附著渦」。

那麼什麼叫做「漩渦(vortex)」?它有什麼性質?其實可以對比大自然的「颱風」,它們都有乙個高速旋轉的其內側有乙個空心的「黏性渦核」,渦核的側壁氣流的速度最高,其剪下(誘導)了外層無數厚層的空氣一起旋轉,正是這個帶動大最空氣旋轉的「漩渦」的「離心力」,對抗(或平衡)了上方的大氣壓力,這才是低速(中低亞聲速)機翼的主要公升力;

伯努利定理的適用條件,是在理想的不可壓縮的且無粘性的流體內部,但是其實空氣都是有粘性的,而且,在高亞聲速及超聲速以後還要考慮空氣的可壓縮性。。。。所以在低速(中低亞聲速)的飛機機翼上表面,是由於空氣的粘性中,形成了附著於曲面上的「漩渦(vortex)」,叫「附著渦」,正是其剪下(誘導)了上方很厚的空氣流層的旋轉,形成的「離心力」,對抗(平衡)了大氣壓,當然形成了低壓區,使得氣體分子的密度也稀薄了,就是低速機翼的「公升力」;

但是,也不要完全否定伯努利定理在機翼形成「附著渦」的過程中的應用,因為,在低速機翼的前緣都要有乙個小圓頭,前方來流衝擊在小圓頭上,正是因為伯努利定理,使得氣流在圓頭正向一點受到了衝擊的高壓力,然後再向小圓頭的上部伸展流動(如乙個收縮的流管),則加速了機翼上表面「附著渦」的流動速度,所以其實這個「附著渦」的流動速度反而比「來流 "(飛機的速度)還要高一些!。。。。這就是極大的增加了「附著渦」產生的「離心力」,當然公升力的效率大大增加了(相當於機翼上表面的「附著渦」,剪下和誘導了更大質量的上方空氣,最後流向下方的「下洗流」的總動量)!

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