飞机为什么能飞起来新解

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我读了新浪科技、科学探索2020年03月11日的文章《飞机为什么能飞起来？直到今天，科学家仍然没答案》才知道，科学家现在仍然不能很好地解释飞机起飞的原理。

一、有缺陷的经典理论回顾

到目前为止，对升力最流行的解释是伯努利原理，这是瑞士数学家丹尼尔·伯努利提出的一种原理。简单地说，伯努利原理指出：流体的压力会随着速度的增加而减小，反之亦然。然而可以证明伯努利原理对升力的解释是不对的：一架具有弯曲上表面的飞机翻过身来也能飞行。这种情况下，弯曲的机翼表面变成了底面。根据伯努利原理，机翼的下表面的压力会降低，当这个低压环境结合重力作用，应该会产生一个向下拉动飞机的效果，而不是支撑它继续飞行。这意味着，伯努利原理本身并不足以解释升力产生的原因。

牛顿的作用力和反作用力原理。但就理论本身而言，作用力和反作用力并不能解释机翼顶部的低压区，而这一区域的存在也与机翼是否弯曲无关了。只有当飞机着陆停止飞行后，机翼上方的低压区才会消失，使顶部和底部变得一样，恢复到周围的气压。但是，只要飞机在飞行，低压区就是空气动力学无法忽视的因素，必须加以解释，才能说明飞机为什么能飞起来。下面我具体论述飞机能飞起的原因。

二、飞机飞起来升力本质原因——高速流动的空气形成真空空间

下面我依据飞机升力形成的主次关系依次论述。

首先，高速流动的空气可以封闭空气，并且在中间形成真空空间。例如，众所周知的龙卷风形成的水龙卷，就是高速流动的空气封闭空气，形成中间真空导致水出现反重力现象，形成水龙卷。其实，不仅如此，高速旋转、流动的空气还可以屏蔽辐射，导致水出现反重力现象，形成更高的水龙卷现象。即水龙卷的真实现象——通常情况下支持上百米甚至上千米的水柱：水龙卷形成的高度一般来说，远远大于大气压所能支持水柱的高度（10米多一点的水柱），详细论述参看本栏目发表的《龙卷风为什么能“支持”几百米甚至上千米的水柱》，该论文主要论述为什么水龙卷能形成上千米的水柱，而大气压只能支持10米多一点的水柱，是因为高速流动的空气不仅屏蔽大气，而且还能屏蔽辐射形成更高程度真空的结果。根据这一启示，快速流动的空气可以封闭空气，形成接近真空的空间，空气流动速度越快封闭的真空空间，真空程度越高。其实，快速流动的空气也能封闭（屏蔽）一定量的辐射，也是事实。一般来说，飞机的速度不比龙卷风中心速度（龙卷风中心的速度在100米/秒以上）小，只是飞机使空气流动的速度可能没有飞机的速度快，甚至也不能达到龙卷风中心的速度，但是也能屏蔽一定量的辐射，助力反重力现象——升力的形成。

飞机在飞行及起飞的过程中，飞机快速运动，使飞机周围的空气流动速度加快——不论是飞机上部还是下部也包括飞机的两侧。这就在飞机周围形成了相对的真空空间（水龙卷的形成原理），在大气压等的作用下，飞机形成升力上升。其实，这一过程由于空气的流动速度快，也屏蔽了一定量的辐射，导致重力减小，出现反重力现象，也是飞机升力形成的一个原因，只是相对大气压形成的升力或相对小一些罢了。这样就解释了现有理论的缺陷：伯努利原理不能解释飞机能反过来飞行，牛顿作用力、反作用力不能解释机翼顶部低压区的形成的相互矛盾。是对现在飞机飞行理论的重要补充。

其次，伯努利流体力学原理。按伯努利原理，机翼上表面流体速度的增加导致那里的气压降低，以此产生了向上的升力。众所周知这里我不在赘述。

第三，牛顿的作用力和反作用力原理。根据这个定律，当机翼向下推空气，有质量的空气会产生一个大小相等、方向相反的向上推力，也就是升力。也是公认的、流行的解析原理，这里我也不再赘述。

参考文献：

2016年10月，本栏目发表的《 龙卷风为什么能“支持”几百米甚至上千米的水柱》

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