看了好多答案,都很专业,我就通俗点说说。
放过风筝吧?如果有风,有线牵着的风筝就会往上飞。如果没风,只要你拉着风筝跑,也会让风筝飞起来。风筝这时受到的力,一个是风筝线的拉力,另一个就是空气的阻力,因为风筝迎风面通常是与空气阻力方向形成一定的角度,其水平方向的分力与风筝线的拉力抵消,而竖直方向的力则除了克服重力外就变成了向上的升力,当竖直分力大于风筝的重力时,风筝就飞起来了。水平分力与竖直分力的比例,取决于风筝平面与空气相对流动方向的夹角,如果风筝迎风面是平行于空气流的,阻力最小,但升力为零,当风筝迎风面是垂直于空气流时,阻力最大,升力同样是零。只有风筝迎风面与空气流的角度在0度到90度之间时,才会产生向上的分力,也就是升力。当然,当这个角度超过90度时,其竖直方向的力的方向就向下了,风筝就掉下来了。
飞机飞行与风筝飞行是一个道理,只不过不用你拉着跑了,其向前的动力由发动机提供,它相对于空气的速度越大,角度越大,其竖直方向的分力也越大,也就是升力越大,当然,角度越大,其水平方向的分力也越大,空气阻力也就越大,要达到相同的水平速度,对发动机的功率要求也就越大。相反,角度越小,其竖直方向的分力越小,升力也越小,要想达到相同的升力,速度要求就越高。这就需要飞机的角度取值在一个合理的最佳范围内。
刚才讨论的是基于风筝而言,厚度可以忽略的理想状态。最早的飞机也是基于这个基本形状设计的翅膀。而现代的飞机则拥有了空气动力学优化后的空间几何形状,但基本原理是相同的。都是利用在空气中运动的物体的迎/背风面的气压差来获得升力。
同类的飞行器具有很多,比如滑翔伞,飞翼,是靠重力获得相对速度,风筝是靠风力或牵引力获得相对速度,而飞机则是靠发动机获得相对速度,有了相对速度,就有了正背面的空气压力差,也就能产生竖直方向的分力,也就有了升/降力。飞机,也就是这样飞起来了。
至于更专业的解答,牵涉到更详细的空气动力学原理,但我想这过于专业,应该不是能问出这个问题的人想了解的答案。
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