NASA網路課程_空氣動力學入門
關於飛機升力的產生, 網路上有很多錯誤的觀念;
尤其是單純地利用Bernoulli's Equation 或是Venturi Nozzle 等觀念來解釋翼剖面產生升力的原理, 都是不恰當的~
(詳細說明請看 這一頁 )
.這是我大三時成大航空社SU27學長貼給大家看的! 非常有價值!
當時因為還沒學過流體力學,所以看到一半就看不下去了,
後來修完林大惠老師的流力, 考完期末考我就把Navier-Stokes方程式忘光了...
所以到現在還是無法以物理原理和公式精確地說明升力如何產生...
p.s. 看完那一頁我還是只知道, 升力的產生是因為機翼把空氣的流向改變了,扭轉了!
而且跟機翼上表面與下表面都是有關的~
關於飛機升力的產生, 網路上有很多錯誤的觀念;
尤其是單純地利用Bernoulli's Equation 或是Venturi Nozzle 等觀念來解釋翼剖面產生升力的原理, 都是不恰當的~
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.這是我大三時成大航空社SU27學長貼給大家看的! 非常有價值!
當時因為還沒學過流體力學,所以看到一半就看不下去了,
後來修完林大惠老師的流力, 考完期末考我就把Navier-Stokes方程式忘光了...
所以到現在還是無法以物理原理和公式精確地說明升力如何產生...
p.s. 看完那一頁我還是只知道, 升力的產生是因為機翼把空氣的流向改變了,扭轉了!
而且跟機翼上表面與下表面都是有關的~
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NASA 白奴力與牛頓 Bernoulli主張氣壓於物體表面因流速而有不同 升力是垂直流動的氣體 阻力是順向流動的氣體 牛頓則提出改變方向的流會對物體產生作用力 但 網頁提到以上兩者均未對空氣動力的升力提出任何解釋 牛頓的解釋是針 對物理力 Bernoulli從水動力學方面 網頁聲稱兩者的主張均符合空氣流 體力的作用 以及對於流體的壓力與方向預測 並稱空氣行經"較長的路徑"產生升力為Bernoulli方程式錯誤的採用 以上大略翻譯 這是NASA的網頁 過去所知關於升力就 較長的路徑 那套 看來所有的教科書都要改寫了 過去所知關於升力就 較長的路徑 那套 看來所有的教科書都要改寫了
這位大俠,敢問英雄大名?
我是用一個很簡單的想法來解釋升力. 空氣在翼前分離, 在翼尾會合. 在理想(不產生渦流啥等奇奇怪怪的)狀態下, 空氣貼著翼表面跑, 同時分離的空氣, 會合時也會在一起. 這時候路徑比較遠的空氣, 必定比較疏(密度小), 才能達到一起分離一起會合. 兩側空氣疏密不同==>壓差產生==>升力就出現啦. 夠簡單吧!!!
奇怪的是,到底是誰規定空氣一起分離就要一起會合的? 這是一個假設還是一個必然的物理現象? 你這個密度的講法,就跟教科書上採用白努力方程式說明的"壓力差"沒啥兩樣吧?
想像一下, 左邊有個空氣分子, 右邊有個空氣分子, 機翼立著從中間切過 此時因為機翼的厚度, 左邊的會往左跑, 右邊的會往右跑, 跑完了以後又回到原點 就好比一個人穿過門簾, 左邊的往左撥, 右邊的往右撥, 人過了以後, 門簾不會被帶走, 過程中門簾只會左右擺動 所以如果不會合==>代表空氣分子會被機翼帶走, 而且會累積==>這是不合理的, 因為機翼表面對空氣的摩擦力並不可能大到這種程度, 所以是不會發生的(宏觀而言) 因此空氣分子必然會停在原地, 一起會合.
以前用白努力方程式的思考方式, 從上下表面路徑長短不同->速度產生差異->壓力產生差異->升力產生, 這樣就很容易理解,也覺得這是真理, 但現在推翻它,就會想不通~ 你舉的門廉我不知道恰不恰當~ 我想空氣分子的確不會被機翼帶走也不會累積, 但微觀時,應該會有一層空氣分子黏在機翼表面往後滾動~ 然後垂直方向的空氣分子速度是呈梯度分布~ 就是形成所謂的邊界層~ 回到一開始的問題,如果要會合,那表示通過機翼上表面的分子,要加速才行~ 那誰給這些空氣分子能量使其加速? 看起來只有機翼~ 只有機翼前端撞擊空氣分子的時候才有能量的傳遞~ 如果是這樣,那為何通過下表面的空氣分子不會加速?
"空氣加速"這四個字讓你陷入了迷思... 事實上宏觀而言氣體只是上上下下沿著翼面跑動, 不會有X向的位移, 離開原本位置是因為機翼的推擠, 回到原本位置是因為其他空氣的推擠. 就這麼簡單~~~
疑,我好像又看到了一個假設,空氣分子沒有X方向位移? 你好像還是想用珠廉模型跟我講解,這樣的講法好像是假設空氣靜止?對吧? 好吧,沒關係,就假設這樣好了,機場處於無風狀態,這是可能的~ 但是,如你所說,空氣會上下跑動~只要有上下跑動,就有位移,dx/dt就是速度; 一開始往上跑,後來又往下跑,就是速度改變,所以空氣分子是就有受力的~ 所以我說空氣受力而加速,由這樣去解釋,不恰當嗎? 哈哈,好奇怪,我們兩個人竟然在討論這個古老的問題~ 我現在嘗試想了解的,是微觀的世界~ 我想看清楚,當機翼掃過來時,在機翼周圍的某一個空氣分子會如何運動~ 我想我應該先暫時停止跟你討論,我要先去看看書比較好,我之所以會卡住,可能還 是要我自己想通才行~
哈, 我是以空氣當座標系, 來觀察機翼在空氣中的運動(沿X axis), 所以才說是靜止的(門簾模型), 而空氣只會在機翼掃過時出現Y位移. 因此就不需考慮風速啦, 一切都是相對的, 當風速跟飛機一樣快, 沒有相對運動時, 也不會有升力的. 用這樣的模型, 就可以解釋下列所有的巨觀現象了 ==> 空氣不會累積. 不會被帶走. 為何機翼上下的相對空氣流速不同. 為何會有壓力差.
對了, 如果要研究微觀氣體分子的運動, 可能就不能把整個機翼拿來看, 只能看某個小區域. 好比從衛星圖上可以看到一整個颱風的動態, 但是身在颱風中的人拿著風向計是觀察不出來的, 得出的資訊也只能當那一小區域的代表而已. 而說真的...微觀下的狀況, 我則是完全都不知道了...