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高玉宝:再析《YDX: 飞机为什么能飞起来--信封背面的计算》
送交者: 高玉宝 2010年12月30日11:30:56 于 [军事天地] 发送悄悄话

不难看出,YDX否定“伯努利效应”而只认为“风筝力”对固定翼飞机升力有贡献,主要基于以下两个以波音747为例的计算:

1。YDX应用“伯努利方程”的计算,空气从机翼前沿到后沿的路程,上表面所走的必须比从下表面所走的要长50%,这不符合YDX对波音747机翼形状的观察判断。

2。YDX应用“风筝原理”的计算,结果“非常吻合”波音747数据。

那么我们可以来看看YDX具体是怎样计算的。

首先看看YDX是怎样来计算“伯努利效应”的。YDX代入“伯努利方程”的数值,面积是波音747巡航时的机翼面积,而速度则是波音747起飞时的速度。这是十分荒唐的,得出的结果显然是完全不能说明问题的(除了说明YDX的愚蠢无知以外)。

我在前文已指出,要分析飞机飞行的升力,应该根据巡航的条件。波音747的巡航速度大约是250米/秒。为了和YDX的计算作比较,这里不妨就直接套用YDX的计算式子,1/2 * d * (u^2 - 250^2) = 6*10^3,也不考虑机身的升力,那么就得u=269米/秒。269/250=1.076,即空气从机翼前沿到后沿的路程,上表面所走的必须比从下表面所走的要长7.6%,即下面每走10公分,上面就得走10.76公分。我想大家不会觉得这与波音747飞机的机翼形状太离谱吧?所以YDX的“要长50%”结论是不成立的,因而YDX也根本就没有否定“伯努利效应”的依据。如果YDX有个会作科学思维的头脑的话,他至少应该再作上面那样的计算后,再对“伯努利效应”下结论。当然如YDX得了这两种不同的结果后,怎么下结论则是另一回事。根据YDX在万维的表现,他断然抛弃7.6%的结果而贸然根据50%的结果下结论,也不会是太出乎人们的意料的。

当然人们还得问波音747怎么飞起来(即怎么起飞)的问题,因为波音747在跑道上是达不到巡航速度的(不知跑道足够长的话,波音747是否能达到那速度,估计轮子也吃不消)。这就是为什么机翼有襟翼。襟翼伸出后,一方面增加了机翼面积,一方面又增加了机翼上表面的凸度(从而增加了伯努利效应),且又产生“风筝力”。一般襟翼的使用可以增加升力50%,从而可以降低飞机起飞和降落时所需的速度。当然襟翼也会增加阻力,所以飞机起飞后,一旦达到一定速度后,襟翼就缩回。而在飞机降落时,襟翼一方面用来增加升力,一方面也可以帮助减速。

现在再来看看YDX是怎样计算“风筝力”的。让YDX得出“非常吻合”波音747的结果的关键一招是sin(t)sin(2t)=0.8这个天才性的选择。这里的t是机翼与水平面的角度。这里YDX是取了sin(t)sin(2t)的最大值0.77的近似值。那么在sin(t)sin(2t)的最大值时,t值是多少呢?55!各位看官,你看到过哪个飞机的机翼与机身水平线有着55度的夹角么?你如去找些航空资料来看看,都会讲机翼与飞行方向所持的最大角度,一般不能超过15度。超过这个速度,机翼就会失去升力(由于某种涡流的作用)。而就是这个角度,也要在飞机离地后才能得到,因为机翼与机身水平线的夹角基本等于0。那么就算飞机在跑道上时,机翼就有15度的仰角,则得sin(15)sin(30)=0.13。把此值代入YDX的式子,得到的结果是,要么波音747在最大载重时,起飞速度得202米/秒,要么波音747的最大起飞重量只有52吨。不管是什么,这个结果是绝对不与波音747“非常吻合”的。

有趣的是,YDX不能接受波音747机翼上面与下面相差50%,但倒能毫不犹豫地接受55度机翼仰角。真是可笑之极。

从上面的剖析,我们可以看到,YDX的计算完全只是在用随心所欲选择的数值来盲目套用公式而已。他的方法是漏洞百出的,自相矛盾的。他的结论是毫无依据的,违背事实的。可见一个什么都是以毛泽东思想挂帅的红卫兵,一个愚昧崇拜鼓吹“知识越多越反动”的毛泽东的张铁生式人物,谈起科学来,也只能给人留下一个又一个的笑料罢了。

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飞机为什么能飞起来--信封背面的计算
送交者: -YDX- 2010年12月16日16:19:08 于 [教育学术] 发送悄悄话
我记得小学的时候看到科普课本,上面讲飞机飞起来的原理,说是因为机翼上方是凸起来的,因此上面的空气跑的距离远,压强就小,这样机翼上下的压力差就把飞机托起来的。后来学了更多的物理,用能量守恒可以推出一个所谓伯努利方程(或称原理),很多书上都把飞机的飞行作为这个这个原理的运用。这似乎是定论。但是,每次我坐飞机的时候,看着飞机的机翼,不禁心中疑问:这机翼上面看上去很平啊,这么点差别就能让上百吨的飞机升空?终于,我忍不住拿出一个信封,在背面进行了一番演算。

伯努利方程可以简单描述为,不可压缩流体的动能密度加上压强为常数,因此压强差就等于动能密度差。我找了一下波音747的近似数据:(1)最大起飞重量 W:330吨;(2)起飞速度:290公里/小时 ~ 80米/秒;(3)机翼面积A:510平方米。而空气密度d为1.2千克/立方米。

因此,747起飞时,机翼上下的压强差必须达到,330*10^3*9.8/510 ~ 6*10^3 (牛顿/平方米)

机翼下面的空气速度为80m/s,根据伯努利方程, 1/2 * d * (u^2 - 80^2) = 6*10^3
我们发现,机翼上方的空气速度 u 应该约为 128 米/秒,也就是应该比下面的速度快50%多。这显然是不可能的。也许伯努利原理对飞机升力有一定贡献,但不可能是主要贡献。所以可以基本排除。

那么飞机怎么飞起来的呢?我认为其实与风筝能飞起来是同一个道理。

假设飞机机翼与水平面有一个角度 t,从飞机的角度,空气以速度v水平流过来,然后碰到机翼,让我们假设气流在机翼表面象皮球从地面反弹一样“反射”,那么空气流的动量就发生了变化,本来是水平的( dv^2Asin(t)),现在有了一个向下的动量,单位时间内的垂直动量变化--也就是升力---为 dv^2Asin(t)sin(2t)

将波音747参数输入,考虑sin(t)sin(2t)的最大值约0.8,我们有

1.2 * 510* 0.8 * v^2 = 330*10^3*9.8

我们得出:v = 81 m/s

这与波音747的起飞速度非常吻合。

总结:飞机升力公式为 d * v^2 *A * sin(t)sin(2t)

d:空气密度
v:飞机速度
A:机翼面积
t:机翼与水平面的角度

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