SStop Abusing Bernoulli! How Airplanes Really Fly,Regenerative Press, Anderson, Indiana, 1997
我讀的是法文版,他提到了伯努利原理不能完全解釋升力的原因,下面古狗翻譯的中文
物理和空氣動力學的學生被教導飛機飛行是通過應用伯努利原理來實現的,即如果空氣的速度增加,壓力就會降低。所以機翼會產生升力,因為頂部的空氣移動得更快,從而產生一個低壓區域,從而產生升力。這種解釋通常滿足好奇的人,很少有人敢於質疑這些結論。有些人想知道為什麼空氣在機翼頂部移動得更快,而這正是流行的解釋分崩離析的時候。
為了解釋為什麼空氣在機翼上表面運動得更快,許多人依靠幾何論證,即空氣必須行進的距離與其速度直接相關。通常的說法是,當空氣在前緣分離時,通過上表面的部分必須與通過下表面的部分相對應。這就是著名的“過渡時間相等原則”。
如果我們考慮一架小型標準飛機的機翼,其上表面僅比下表面長 1.5-2.5%,我們會發現塞斯納 172 的飛行速度應超過 600但是,誰說兩股氣流一定要同時在後緣相遇? 圖 2 顯示了模擬風洞中機翼上方的氣流。 在模擬中,有規律地引入彩色煙霧。 我們注意到經過上表面的空氣比經過機翼下方的空氣先到達。 事實上,仔細觀察會發現通過機翼下方的空氣被空氣的“自由流動”減慢了速度。 這對於過渡時間相等的原則來說太過分了。 600公里/小時才能產生足夠的升力。 顯然,這種對升力的描述有問題。
流行的解釋意味着不可能反向飛行。它更不適用於具有對稱輪廓機翼(上下表面具有相同長度)的特技飛機,或者機翼在大負載變化(例如機頭向下或急轉彎)時的反應。
那麼為什麼流行的解釋能流行這麼久呢?一個答案是伯努利原理很容易理解。伯努利的原理沒有錯,空氣在機翼頂部移動得更快。但是,正如前面的解釋所暗示的,我們的理解不能通過這種解釋來完成。問題是,當我們應用伯努利原理時,我們遺漏了一個至關重要的元素。如果我們知道機翼上方和下方的空氣速度,我們就可以計算機翼周圍的壓力,但是我們如何確定速度呢?
通俗解釋的另一個捷徑是忽略了工作的概念。電梯需要動力(單位時間內做一定的功)。正如我們稍後將看到的,理解功率是理解許多有趣的升力現象的關鍵。