巨大的飛機之所以能夠起飛，跟飛機機翼上産生的升力有關，但是即便看過了那麼多飛機起起落落，很多人并不知道為什麼機翼可以産生升力。

飛機受到的四個力

乘坐過飛機的朋友都知道，飛機想要起飛需要首先要在航空發動機的推動下在跑道上加速，等到加速到一定的速度之後飛機才能夠起飛。而之所以要這樣做，就是為了讓機翼和空氣之間産生足夠的相對速度，這樣才能獲得升力。

飛機需要達到一定速度才會獲得足夠的升力

但是這依然不能解釋全部問題：為什麼機翼和空氣之間産生相對速度之後就會産生升力呢？

而這個時候有些朋友可能這個時候要舉手了，迫不及待地說：“我知道，之所以飛機機翼會産生升力跟伯努利原理有關！”這樣的朋友可能接觸過一些科普知識，但是很遺憾，這個答案是錯誤的。所以不用着急，且聽我慢慢講來。

所謂的伯努利原理是由丹尼爾·伯努利在1726年提出的一套關于流體力學的理論。簡單說，在流體流動的時候，由于環境的變化流體流動速度會發生變化，但是流體在速度變化的同時壓力也會發生改變。流速越快、壓力越小；流速越慢、壓力越大。

管道收縮後水流速度加快但是水壓下降

所以關于飛機機翼為什麼能夠産生升力有一套廣為流傳的理論：

當我們剖開機翼的時候可以發現機翼是一種上表面凸起、下表面平整的形狀，當氣流流過機翼的時候，上表面速度快、下表面速度慢，所以根據伯努利原理機翼下表面壓力比上表面壓力大，自然就産生了升力。

機翼上表面速度快、下表面速度慢

這樣的說法有一定的道理，甚至于迷惑性很強，但是其中卻有好幾個緻命的問題。

1，伯努利原理的本質是壓力勢能和流體動能的和保持守恒不變，而實際情況中，氣體存在黏性，所以伯努利原理根本就不成立；

2，這種基于“伯努利原理”的解釋有一個前提，就是氣流流過上表面和下表面的時間是一樣的，但是實際研究表明，氣流流過機翼上下表面的時間并不相同，而且時間跟機翼上下表面的長度沒有直接聯系。

所以“伯努利原理”并非是飛機機翼升力産生原因的正确解答。

那麼機翼升力的原理到底是什麼呢？

我們需要把機翼分成上表面和下表面兩個部分來觀察。

當空氣流經下表面的時候，會受到機翼的“阻擋”，從而被強制拐彎，原先是向後流動的，現在變成向斜下方流動；當空氣流經上表面的時候，在流體黏性的作用下空氣依然會被機翼的上表面“引導”着運動，所以自然而然地，也會被引導着向斜下方運動。

空氣與機翼之間的相對作用

根據動量守恒定律，原本好好地向後流動的氣體在機翼的作用下産生向下運動的趨勢，所以氣體反過來會給機翼一個向上的作用力，而這個作用力就是飛機機翼上産生的升力。

當然了，氣體與固體之間的動量守恒定律最終都要反映到壓強上，下面這張圖就是機翼表面的壓力分布。可以看到，機翼表面的壓力分布非常複雜，遠遠不是一句“伯努利原理”可以解釋的了的。

機翼表面的壓力分布

當然，機翼上表面空氣流速快、下表面流速慢這個結論是正确的，機翼上表面壓力小、下表面壓力大這個結論也是正确的，但是這不代表是用伯努利原理可以解釋飛機機翼升力産生的原因，伯努利原理也完全不能解釋機翼表面空氣流動速度的分布，這需要通過更加複雜的N-S方程才能夠描述。

全套的N-S方程

顯然，相較于N-S方程，對于普通人來說，從動量守恒定理來理解機翼升力産生的原因是再合适不過了。

總結一下

空氣複雜的物理性質和機翼的複雜形狀決定了空氣在機翼附近複雜的流動，需要通過複雜的N-S方程才能夠計算出來具體的規律（看看這裡面有多少個“複雜”），所以不是一句“伯努利原理”可以解釋的。

但是無論流動多麼複雜，如果我們從動量守恒的角度出發就可以很容易理解為什麼機翼能夠産生升力，簡單說就是機翼在與空氣産生相對運動的過程中迫使空氣産生向下運動的趨勢，所以空氣會反過來給機翼一個向上的升力、托舉起整個飛機——這就是機翼能夠産生升力的最簡單的解釋。

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