机翼一出手,几百吨的铁鸟浮起来
一张鼓起肚子的翅膀,把气流往下甩,把飞机往上推——升力不是魔法,是空气被“说服”的结果。

下次坐飞机靠窗坐,起飞那一刻盯紧窗外:庞然大物先助跑,越跑越快,然后机头一抬——几百吨重的家伙,居然离开了地面,而且一路爬到万米高空。地心引力对万物一视同仁,怎么偏偏放飞机一马?答案藏在翅膀那个鼓起的肚子里。
你知道吗
人类第一次动力飞行短得可怜:1903 年 12 月 17 日,莱特兄弟的飞机第一次离地,只飞了约十二秒、三十六米——比一架大型客机的机身还短。可就从这三十六米起,人类只用了六十六年,就把脚印踩上了月球。
机翼到底对空气做了什么?
飞机的机翼上表面圆鼓鼓的,下表面平直一些,整体微微上翘着迎向气流。流过来的空气被它强行“拐弯”:上面的气流贴着弧面加速流过,下面的气流被压着往下走,最后整股气流斜斜地朝后方下方甩出去。空气原本好好的直着走,被机翼推得拐了弯——那么按牛顿第三定律,空气就反过来给机翼一个朝上方的推力,这就是升力。
换个角度也能算出同样的结果:上面流道窄、流速快,压强就变小(这就是伯努利原理,水管里细的地方水流急是一个道理);下面压强大、上面压强小,上下压差托住了飞机。两种说法殊途同归。升力的大小跟速度的平方成正比——所以飞机必须先狂奔加速,速度够了,翅膀才“抱”得起整个机身。把机头抬得太猛也不行:攻角太大,气流贴不住翼面、四散分离,升力会突然崩掉,这叫失速。
- 升力:机翼把气流转向下方换来的向上推力
- 攻角:机翼迎风的仰角,仰过头会失速
- 伯努利原理:流得快的地方压强小
- 牛顿第三定律:你把空气往下甩,空气把你往上托
- 副翼与襟翼:机翼上的活动小翼,管转弯和增升
国产大飞机的翅膀
设计一副好机翼,是航空工业最硬的功夫之一。我国的 C919 大飞机用了超临界翼型:机翼后部平坦上翘,高速时阻力小、更省油,这是中国工程师自己吹风洞吹出来的成果。今天客机巡航速度接近每小时九百公里,机票却越来越便宜——每一次进步,背后都是对升力与阻力这对冤家的反复谈判。
动手试试
动手试一试:剪一条两指宽的纸条,一端贴在下巴上,让纸条自然下垂,然后用力向纸条上方吹气——纸条会飘起来!上表面空气跑得快、压强变小,下面的空气就把它顶了起来。你的这口气,就是一次迷你版的机翼实验。
没有发动机也可以飞,但没有知识和技巧不行。——威尔伯·莱特(大意)