飛機是如何符合動量守恆定律的?

如圖,依據伯努利定律,是上下流速差導致了壓力差,即升力。

那麼問題來了:假設機翼攻角為0,那麼上下氣流流過機翼後仍保持水平流動,並無向上或向下運動分量,而機翼卻產生了升力,如果升力大於重力,飛機將上升,氣流又沒有向下運動,那麼飛機向上運動的動量從哪裡來的呢?


因為這個圖誤導了你,上方的氣流流過後並不是水平向後運動,而是以比較高的速度向下運動

還有這張著名的Tu95,雲被向下的氣流「犁」出了一道深溝


謝邀,知乎上有人專門討論過這個問題。

https://www.zhihu.com/question/22042210

答案是明顯的,這張圖只是簡化伯努利原理來說明上下氣壓差的圖。實際上氣體流動並不是這樣。在比較典型的飛行中,上面氣流和下面氣流會纏繞,形成漩渦往下跑的,等於飛機迫使氣流往下流動,獲得上升動量

https://m.youtube.com/watch?v=ziVizcRupLs


首先呢,圖裡畫的是水平的實際上不一定是水平的。光看圖說前後都是水平的這沒啥意思。

實際上呢如果從動量守恆的角度的話可以從一個大尺度的控制體(就是畫個框把機翼框起來,畫大點)去看。

亞音速的時候,進入控制體的氣流是受機翼影響有個向上的速度的,出控制體的氣流是受機翼影響有個向下的速度的。

也就是對這個控制體而言,氣流垂直方向的速度從進入時的向上變成了出去時的向下,那自然根據動量守恆對機翼有個向上的力啦。

至於為啥進去往上出來往下,那就又回到環量和啟動渦這一對兒上面了,此處不展開了。


流線並不是實際流體,只代表流動方向,不是說流線往這個方向,所有氣體分子就都往這個方向運動。

因為粘性作用,靠近機翼壁面的流體流速非常慢,存在一個附面層,對機翼表面法向的壓力就這麼來的


這種圖其實都是過度簡化的,確實像你這麼想就會出問題。

實際上上方快速的氣流走過後方的斜坡的時候會獲得一個向下的動量,流過機翼邊緣的時候也不會憑空消失,當然是繼續向下流過。所以一個固定的完全水平的機翼會使流過的空氣略微向下偏轉。


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