欢迎光临散文网 会员登陆 & 注册

关于机翼升力来源的猜测

2020-06-26 01:23 作者:緣_妙不可言  | 我要投稿

①由于气体的惯性,气体中高速运动的机翼上下边的气流可以认为是同时流过机翼的,机翼和气体的相对速度越高这个同时性越强(猜测:实际上由于气体的粘滞性,机翼界面上的气体并不是划过机翼的,而是被挫成了很多微小气团从机翼上滚过去的,但这不影响下面微观层面的论述)。

②由于机翼上边是拱起的弧而下边是直线,气流经过上边的距离比下边长,所以上边的气流速度比下边的气流速度快。

以上两点就是中学阶段对机翼升力总结式解释:流速快→压强小→压强差→得升力,这个解释只是现象的匹配,并没有真正解释清楚升力到底是怎么来的。


在解释升力来源之前先从另一个模型里了解一下为什么会有"速度快→压强小"

将直径不同的两截管子连在一起并水平放置,让某一种气体从粗管子稳定流向细管子,粗管子中气体的流速慢,而细管子中的流速快,这是显而易见的。但粗管子中气体对管壁的压强大于细管子,要理解这个,就得推敲一下了。

气体分子始终在做无规则运动,在粗细管子的界面上,此刻分子运动方向与气流运动方向夹角越小的分气体分子越容易进入细管子中,也就是水平方向运动更快的气体分子更容易进入细管子中(直径不同的通道界面起到了筛选不同运动状态气体分子的作用),由于气体分子的平均动能相等,细管子中水平方向速度快的气体分子在垂直方向的运动速度相比粗管子中的气体分子就会更小一些,而气体对管壁的压强即气体分子对管壁的撞击在垂直于管壁方向上的分量的宏观表现,至此就从微观层面解释了"速度快→压强小"的原因。(在这个模型中,还可以从能量的角度来解释"速度快→压强小",这个就不说了)


同样的,机翼界面处的气体分子也处于无规则运动中,对机翼的垂直压力同样来自于气体分子撞击机翼产生的垂直方向上的分力。因为上边流气体流速快,所以压强小,于是就有了升力(机翼模型中,基于类似的原理,路程不同的上下界面同样起到了筛选不同运动状态气体分子的作用)

另一个更简单直观的角度来看的话,由于机翼上下界面在相同时间内流过了相同量的气体,而气体流过上下界面的路程不同,所以路程较长的机翼上边界面的气体会更稀薄,温度相同的情况下,也就等同于压强更小,于是就有了升力。


除了初等教育阶段了解过的流体力学知识,没有进阶的学习过相关知识,以上推论只是自己思维实验下的一种自认为比较合理的猜测,欢迎讨论。

                  



                     


关于机翼升力来源的猜测的评论 (共 条)

分享到微博请遵守国家法律