【已解決】 為什么飛機升力的本質是渦流，而不是簡單的壓力差？
最佳答案 2024-04-30 00:00
飛機產生升力的本質是由于機翼與周圍流體（空氣）的相互作用。這個相互作用產生了壓力差和渦流兩種現象，它們都是升力形成的重要組成部分。壓力差是升力的直接原因，而渦流則是這種壓力差形成的一個伴隨現象。
壓力差理論通常基于伯努利原理，即在理想流體中，流速越高，壓力越低。機翼的形狀（翼型）通常設計成上表面比下表面更為彎曲，這樣當空氣流過機翼時，上表面的流速要比下表面快。根據伯努利原理，上表面的壓力就會比下表面低，從而產生向上的升力。
然而，渦流在升力產生中也扮演了關鍵角色。當空氣流動經過機翼尖端時，由于上下表面的壓力差，會形成渦流。這些渦流在機翼后方形成一種稱為尾跡渦的旋轉氣流。渦流的存在意味著空氣并非沿著機翼表面平滑流動，而是參與了復雜的旋轉和卷吸現象。
渦流對升力的影響可以從兩個角度來理解：
環流理論：渦流的存在實際上是環流的一部分，環流是圍繞機翼的一種旋轉流動。環流理論是由英國物理學家弗雷德里克·溫托夫特（Frederick W. Lanchester）、德國物理學家馬丁·威廉·庫塔（Martin Wilhelm Kutta）和俄國數學家尼古拉·約戈斯基（Nikolay Yegorovich Zhukovsky）獨立發展的，它解釋了升力的產生與環繞機翼的流體旋轉相關。
牛頓第三定律：渦流的形成也符合牛頓第三定律（作用與反作用）。當空氣在機翼后部形成下行渦流時，根據牛頓第三定律，機翼必然受到一個向上的反作用力，即升力。
因此，飛機升力的本質不僅僅是簡單的壓力差，渦流現象是壓力差形成和升力產生的重要組成部分。渦流的形成和維持是流體動力學中的復雜過程，它與機翼的幾何形狀、攻角、速度和空氣的性質都有關系。理解飛機升力的完整圖景需要綜合考慮渦流、壓力差以及其他流體動力學因素。
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