【种花家务·物理】1-14-06飞机的举力『数理化自学丛书6677版』
【阅前提示】本篇出自『数理化自学丛书6677版』,此版丛书是“数理化自学丛书编委会”于1963-1966年陆续出版,并于1977年正式再版的基础自学教材,本系列丛书共包含17本,层次大致相当于如今的初高中水平,其最大特点就是可用于“自学”。当然由于本书是大半个世纪前的教材,很多概念已经与如今迥异,因此不建议零基础学生直接拿来自学。不过这套丛书却很适合像我这样已接受过基础教育但却很不扎实的学酥重新自修以查漏补缺。另外,黑字是教材原文,彩字是我写的注解。
【山话嵓语】『数理化自学丛书』其实还有新版,即80年代的改开版,改开版内容较新而且还又增添了25本大学基础自学内容,直接搞出了一套从初中到大学的一条龙数理化自学教材大系列。不过我依然选择6677版,首先是因为6677版保留了很多古早知识,让我终于搞明白了和老工程师交流时遇到的奇特专业术语和计算模式的来由。另外就是6677版的版权风险极小,即使出版社再版也只会再版80年代改开版。我认为6677版不失为一套不错的自学教材,不该被埋没在故纸堆中,是故才打算利用业余时间,将『数理化自学丛书6677版』上传成文字版。
第十四章流体力学
【山话|| 本系列专栏中的力单位达因等于10⁻⁵牛顿;功的单位尔格等于10⁻⁷焦耳。另外这套老教材中的力的单位常用公斤,如今是不允许的,力是不能使用公斤为单位的】
§14-6飞机的举力
【01】物体在空气中运动时,除了受到阻力之外,还要受到其他一些力的作用,其中特别有意义的是气流对它的举力。飞机在高空中飞行时能够不落下来,鸟在天空中能够自由地飞翔,都是因为这个举力的关系。
【02】使飞机上升的主要部分是机翼。利用发动机使螺旋推进器在空气中转动而达到足够大的前进速度的时候,飞机就开始上升。
【03】现代飞机机翼下面的形状是平的或者稍微凹的,上面是稍微凸起的(图14·14)。当飞机沿水平方向飞行时,机翼的前缘稍微向上,并与气流方向成一个小的角度α,叫做仰角或冲角。图14·15就表示机翼冲破气流前进的情形。这时,机翼上方空气的流速大于下方空气的流速,上面的流线较密,下面的流线较疏。因此,机翼上方的压强减小,而下方的压强则增大,形成了一个向上并稍稍偏后的总压力 f 。我们把 f 分为水平的和竖直的两个分力。竖直向上的分力 F 叫做举力,它使飞机上升或保持飞机悬浮在空气中;水平方向的分力 Q 阻止飞机前进,叫做正面阻力。

【04】f 的大小和气流的速度有关,速度越大,f 也越大。此外,f 还与机翼的形状和气流冲向翼面的角度α有关。
【05】水平飞行的飞机作匀速飞行时,所有作用在飞机上的外力的合力等于零。如图14·16所示,举力 F 和重力 P 大小相等,方向相反;推进器的前进力 F₁ 等于空气作用在整个飞机上的正面阻力 Q,方向相反。

【06】飞行速度不同的飞机具有尺寸不同的机翼。运输机的飞行速度比较低,它必须具有面积较大的机翼,因为在速度小时,作用在单位面积机翼上的举力并不大。相反地,对于一些高速飞行的飞机例如喷气式飞机,即使机翼的面积不很大,但由于速度大,可以获得足够大的举力。
习题14-6
1、做一个长15~20厘米,直径4~5厘米的纸筒,纸筒的两端各固定一个直径较大的圆纸板。在纸筒上绕上一条纸带(长0.5~0.75米)。把纸筒横放在桌上,如附图所示。现在迅速地沿水平方向移动棒。我们看到,纸筒先在桌上滚动,然后向上飞起,最后又落下来。做这个实验,并解释纸筒为什么会向上飞起。

2、在上题中,如果改变纸带在纸筒上的绕法,使纸带在纸筒滚动时不是从下面而是从上面离开纸筒。做这个实验,观察纸筒的运动,并加以解释。
3、每当疾驰的汽车通过时,路旁的纸屑、细草常常被吸向汽车,这是什么道理?