升力

精品好文檔，推薦學(xué)習(xí)交流

僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝1

機(jī)翼升力原理的分析

摘要：關(guān)于機(jī)翼升力產(chǎn)生的原因，一直以來有多種理論和實(shí)驗來說明，本文

我們將通過對幾種理論的分析來說明機(jī)翼升力產(chǎn)生的真正原因，同時我們也要分

析這些弊端，與本文的觀點(diǎn)對照，去偽存真。

【關(guān)鍵詞】：機(jī)翼升力，理論

一．飛機(jī)升力產(chǎn)生的伯努利原理

圖1表示機(jī)翼與氣流的關(guān)系，飛機(jī)機(jī)翼一般前端圓鈍，后端尖銳，上表面拱起，下表面

較平前端點(diǎn)叫做前緣，后端點(diǎn)叫做后緣，兩點(diǎn)之間的連線叫做翼弦。機(jī)翼所產(chǎn)生的升力源于

機(jī)翼相對于空氣的運(yùn)動。我們假設(shè)以機(jī)翼為參考系，空氣相對于機(jī)翼運(yùn)動，翼弦與氣流方向

的夾角叫做迎角。空氣流過機(jī)翼前緣，分成上下兩股，分別沿機(jī)翼上下表面流過。由于機(jī)翼

有一定的正迎角，上表面又比較凸出，所以上表面流線彎曲大，流管變細(xì)，流速加快，壓力

減小；下表面流管變粗，流速減慢，壓力增大。于是機(jī)翼上下表面出現(xiàn)壓力差，上下表面壓

力差在垂直于相對氣流方向的總和就是機(jī)翼的升力。

流體在流動時，除應(yīng)遵守質(zhì)量守恒定律外，還應(yīng)遵守能量守恒定律。這條定律在空氣動

力學(xué)中稱為伯努利原理，其數(shù)學(xué)表示為

（常量）CVP??2

2

1

?

方程中P為靜壓，1/2ρV*2為動壓，因此伯努利方程可以表述為：穩(wěn)定氣流中，在同一流管

的任一截面上，空氣的動壓和靜壓之和保持不變。即流速變大壓強(qiáng)變小，反之流速變小壓強(qiáng)

變大。

二、對機(jī)翼升力的誤解

精品好文檔，推薦學(xué)習(xí)交流

僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝2

1.教材對飛機(jī)升力的解釋人教版教材是這樣引導(dǎo)學(xué)生的：幾十噸重的飛機(jī)為什么能夠騰

空而起？秘密在于機(jī)翼。你觀察過飛機(jī)的機(jī)翼嗎？它的截面是什么形狀？將飛機(jī)升力產(chǎn)生的

焦點(diǎn)指向機(jī)翼的形狀。接著這樣解釋：飛機(jī)前進(jìn)時，機(jī)翼與周圍的空氣發(fā)生相對運(yùn)動，相當(dāng)

于有氣流迎面流過機(jī)翼，氣流被機(jī)翼分成上下兩部分，由于機(jī)翼橫截面的形狀上下不對稱，

在相同的時間內(nèi)，機(jī)翼上方氣流流過的路程較長，因而速度較大，它對機(jī)翼的壓強(qiáng)較小；下

方氣流通過的路程較短，因而速度較小，它對機(jī)翼的壓強(qiáng)較大。因此在機(jī)翼的上下表面存在

壓強(qiáng)差，這就產(chǎn)生了向上的升力。在學(xué)生學(xué)過這部分知識后，若教師提問：機(jī)翼的升力是怎

樣產(chǎn)生的？學(xué)生都認(rèn)為是由機(jī)翼的形狀產(chǎn)生的，甚至許多教師也是這樣認(rèn)為的。實(shí)際上這樣

的觀點(diǎn)是不全面的，會對學(xué)生造成誤導(dǎo)，產(chǎn)生這樣的原因是由教材的不恰當(dāng)表述造成的。

2.學(xué)生實(shí)驗中的發(fā)現(xiàn)引出的問題課后，好奇心使一些學(xué)生反反復(fù)復(fù)用電吹風(fēng)機(jī)對著機(jī)翼

模型吹氣，發(fā)現(xiàn)了無法解釋的現(xiàn)象：當(dāng)機(jī)翼模型的凸面向下時，用電吹風(fēng)吹氣，機(jī)翼模型也

能產(chǎn)生升力“飛”起來。按照教材的解釋，此時產(chǎn)生的升力方向向下，機(jī)翼模型重力方向也

向下，二者的合力向下，機(jī)翼模型不會升起來，事實(shí)上它卻升了起來，顯然教材的解釋出現(xiàn)

了問題。按照教材的說法，也無法解釋早期雙翼飛機(jī)的平板形機(jī)翼是如何產(chǎn)生升力的。現(xiàn)代

許多戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)翼是上下對稱的菱形，它們是怎樣產(chǎn)生升力的？飛行表演時機(jī)腹向上的倒飛如

何解釋？顯然教材對飛機(jī)升力的解釋有一定的片面性，需要改進(jìn)表述方法。

三．飛機(jī)升力產(chǎn)生的其他原因

1.康達(dá)效應(yīng)指的是，氣流流經(jīng)機(jī)翼曲面時，氣流會緊貼機(jī)翼表面（這當(dāng)然也有一點(diǎn)伯努

利效應(yīng)的含義）。這樣，機(jī)翼的形狀有效地改變了氣流的方向，使離開機(jī)翼的氣流相對飛機(jī)

作向下的高速運(yùn)動。機(jī)翼推開氣流，但這個運(yùn)動受力的反作用力作用于機(jī)翼上，相當(dāng)于氣流

也在推開機(jī)翼，這個力使得機(jī)翼向上舉起。

2.氣流沖擊效應(yīng)是指實(shí)際上，飛機(jī)產(chǎn)生升力的一個重要原因還與氣流的沖擊角度有關(guān)。捏

住紙的上邊緣兩角，使紙自然下垂，對著紙的上邊緣上方水平吹氣，紙會飄起來，這是伯努

利效應(yīng)的結(jié)果；但正對著下垂的紙面水平吹氣，紙也會飄起來，這是氣流沖擊效應(yīng)的結(jié)果。

當(dāng)氣流相對于機(jī)翼從前下方以一定的角度吹時，機(jī)翼就會產(chǎn)生向上的升力，機(jī)翼模型凸面向

下也能“飛”起來就是這個原因。為此，現(xiàn)代飛機(jī)的機(jī)翼與其自身有一個大約4°的傾角，

當(dāng)飛機(jī)從將場起飛時，機(jī)頭總是高高抬起形成更大的迎角，以獲得較大的氣流沖擊效應(yīng)。氣

流的沖擊力在機(jī)翼上分解為對飛機(jī)的阻力和向上的升力，飛機(jī)的發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的推力克服阻力

使飛機(jī)前進(jìn)，向上的升力使飛機(jī)騰空而起。機(jī)翼迎角的作用換而言之就是改變氣流的運(yùn)動方

向，好像把空氣向下推，因而空氣對機(jī)翼產(chǎn)生向上的反作用力，把機(jī)翼向上推，產(chǎn)生升力。

飛機(jī)倒飛表演時總是機(jī)頭高昂，形成較大的迎角，只要迎角合適，產(chǎn)生的升力照樣能使飛機(jī)

在空中飛行。

精品好文檔，推薦學(xué)習(xí)交流

僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝3

3.物理學(xué)中流體力學(xué)定量計算升力的公式為2

2

1

CSVY??，其中Y為升力，C為升力系

數(shù)，S為機(jī)翼的特征面積，ρ為空氣密度，v為空氣流體的速度。升力系數(shù)C與機(jī)翼橫截面

的形狀，氣流與機(jī)翼所成的角度(即迎角)等有關(guān)。可見在對飛機(jī)升力的貢獻(xiàn)中機(jī)翼形狀只占

一部分，機(jī)翼形狀所產(chǎn)生的伯努利效應(yīng)只能解釋很小的一部分升力。如果飛機(jī)僅僅根據(jù)“伯

努利原理”來飛行，現(xiàn)代的許多戰(zhàn)斗機(jī)就飛不上天，更無法倒飛表演，而能飛起來的飛機(jī)機(jī)

翼形狀必須非常“拱起”。

四．飛機(jī)升力與飛行速度有關(guān)

升力與飛機(jī)的速度有關(guān)，飛機(jī)必須達(dá)到一定的飛行速度，才能產(chǎn)生足夠的升力與飛機(jī)重

量相平衡。對飛機(jī)的起飛來說，無風(fēng)、順風(fēng)與逆風(fēng)，哪一種條件較為有利呢？答案是逆風(fēng)。

因為飛機(jī)要從跑道上飛起來，只有在它的機(jī)翼所受的升力達(dá)到并超過機(jī)重時才有可能，而機(jī)

翼所受的升力跟飛機(jī)對空氣的相對速度有關(guān)，相對速度越大，升力越大。可見，要達(dá)到同樣

的相對速度，逆風(fēng)時飛機(jī)對地速度較小，順風(fēng)時飛機(jī)對地速度較大，無風(fēng)時飛機(jī)對地速度居

于兩者之間，所以飛機(jī)在逆風(fēng)的條件下起飛較為有利。飛機(jī)在直線飛行中，要保持升力不變，

當(dāng)速度增大時應(yīng)相應(yīng)地減小迎角；反之當(dāng)速度減小時就應(yīng)相應(yīng)地增大迎角。

五．結(jié)論

1.其他一些理論如康達(dá)效應(yīng)和氣流沖擊效應(yīng)比較可靠的解釋了機(jī)翼升力產(chǎn)生的主要原因。

2.機(jī)翼的升力與上面說的道理一樣，因為機(jī)翼上表面是凸曲面，所以，通過機(jī)翼上表面各點(diǎn)

之后的氣流也會離開機(jī)翼上表面，因此在機(jī)翼與氣流之間就會產(chǎn)生負(fù)壓，這一負(fù)壓一方面使

氣流貼向機(jī)翼，另一方面也使機(jī)翼受到向上的力的作用（因為機(jī)翼下表面是大氣壓）。機(jī)翼

上表面各點(diǎn)之后的負(fù)壓綜合在一起也就形成了所謂的機(jī)翼升力。機(jī)翼的升力就是這么來的，

這也就是機(jī)翼升力的真正原因。

若機(jī)翼的迎角過大，離開機(jī)翼上表面的氣流與機(jī)翼之間

的間隙就會過大，機(jī)翼周圍的空氣也就很容易流入填補(bǔ)這一

間隙，這樣負(fù)壓—升力也就不會產(chǎn)生。這也就是所謂的失速

現(xiàn)象。因為機(jī)翼的升力是在凸曲面各點(diǎn)之后產(chǎn)生的，所以，機(jī)翼的誘導(dǎo)阻力總是向后的。

3.

以往的理論認(rèn)為“流速高壓力小”，所以才會有升力產(chǎn)生。其實(shí)

液體從左向右流過這樣的管道，在a-a截面，流體就加速了，

到b-b截面流速最高，而在c-c截面，雖然流速降低了，但是

還是處于比較高的流速狀態(tài)。按照流速高壓力小所以產(chǎn)生升力的

精品好文檔，推薦學(xué)習(xí)交流

僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝4

理論，應(yīng)該說在a-a截面和c-c截面都會產(chǎn)生升力，而不是非要等到b-b截面才會產(chǎn)生

升力。若真的如此，那么升力就是垂直向上的，而不是向后的了。但事實(shí)是，升力是向后方

傾斜的。而按照我的新的解釋，升力是在b-b截面之后產(chǎn)生的，是由于流體離開翼面而生

產(chǎn)的，所以升力是向后方傾斜的。

而且在管道內(nèi)，低流速處的高壓是為管道下游的流速的增加而準(zhǔn)備的。因為下游要提高

流速，所以需要有力，所以管道上游的壓力就必須是高的，否則管道下游的流體靠什么來

加速呢？這種高壓低壓是管道上下游相比較而言的，而不是機(jī)翼上下表面相比較而言的，

所以從這個角度來解釋機(jī)翼的升力也是不對的。

又有人說，機(jī)翼上部是彎曲的，流道變窄，空氣流過時流速會增加，所以導(dǎo)致了升力的

產(chǎn)生。其實(shí)，這個說法也是不對的。因為大氣不是封閉的，而且大氣層也很厚，機(jī)翼的這

一點(diǎn)點(diǎn)起伏根本不會對大氣的流速產(chǎn)生什么影響。因此也不會有啥流速高壓力低道理。

因此我們得出結(jié)論伯努利效應(yīng)只是機(jī)翼升力形成的很小一部分原因，另外一大部分原因

是因為康達(dá)效應(yīng)和氣流沖擊效應(yīng)。

【參考文獻(xiàn)】

【1】鄭恩斌.關(guān)于機(jī)翼升力原因的分析.科技風(fēng).2015

【2】陳永麗.機(jī)翼升力的物理原理分析.現(xiàn)代物理知識.2010

【3】賈浦濤.機(jī)翼升力實(shí)驗改進(jìn)和機(jī)翼升力誤解.中國現(xiàn)代教育裝備.2012

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了醫(yī)院空氣凈化的管理及衛(wèi)生學(xué)要求、空氣凈化方法和空氣凈化效果的監(jiān)

測。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于各級各類醫(yī)院。其他醫(yī)療機(jī)構(gòu)可參照執(zhí)行。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本

適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本

文件。

GBl5982醫(yī)院消毒衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)

GB50333醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范

公共場所集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)衛(wèi)生規(guī)范衛(wèi)生部

精品好文檔，推薦學(xué)習(xí)交流

僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝5

公共場所集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)衛(wèi)生學(xué)評價規(guī)范衛(wèi)生部

公共場所集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)清洗規(guī)范衛(wèi)生部

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

空氣凈化

降低室內(nèi)空氣中的微生物、顆粒物等使其達(dá)到無害化的技術(shù)或方法。

3.2

潔凈手術(shù)部(室)

采取一定空氣潔凈技術(shù)，使空氣菌落數(shù)和塵埃粒子數(shù)等指標(biāo)達(dá)到相應(yīng)潔凈度等級標(biāo)準(zhǔn)

的手術(shù)部(室)。

3.3自然通風(fēng)

利用建筑物內(nèi)外空氣的密度差引起的熱壓或風(fēng)壓，促使空氣流動而進(jìn)行的通風(fēng)換氣。

3.4集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)

為使房間或封閉空間空氣溫度、濕度、潔凈度和氣流速度等參數(shù)達(dá)到設(shè)定的要求，而

對空氣進(jìn)行集中處理、輸送、分配的所有設(shè)備、管道及附件、儀器儀表的總和。

3.5空氣凈化消毒裝置

去除集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)送風(fēng)中微生物、顆粒物和氣態(tài)污染物的裝置。

4管理及衛(wèi)生學(xué)要求

4.1空氣凈化管理要求