机翼没有摩擦力不等于流体对机翼没有作用力吧?


这个问题挺有意思。发生了很大分歧。我的想法也和大家讨论一下。

分两层来说。

第一层,从绝对没有摩擦力的假想来说。

首先,很多人已经说了,升力的微观机理主要是粘性力,而不是伯努利压差。粘性力使上翼面的气流方向向下偏转,同时也使翼被向上提的力就是升力的主要成分。有试验证明,空气分子撞击作用力很弱。气压的微观机理也是分子撞击力,压差也存在但作用很弱,而且是气流偏转率不同产生压差,而不是流速差产生压差。一般地,「上下气流同时到达尾端」不成立,差很大。

而摩擦力也是由于粘性力而产生。从这个意义上说,「没有摩擦力」如果是绝对的,那就意味著一种并不存在的假想情况——没有粘性力。而没有粘性力,升力也就没有了。(还有一点儿分子撞击力,即压差力)。

但是,这时所说的「没有摩擦力就没有升力」,并不是说摩擦力是升力的原因。而是说,由于摩擦力和升力都是由粘力产生的,所以是伴生的。相伴而生可不一定就有因果关系。

第二层,从摩擦力「充分小」的工程实际来说。

在翼面某微元面积上流过的空气分子的粘性力,是一个矢量,可分为切向分力和法向分力。切向分力就是摩擦力。使空气分子向机翼方向加速的粘力法向分力,可以比切向分力大得多。

在工程上,可以通过增加翼表面光洁度来减小摩擦力。表面光洁度主要减小粘性力的切向分力,而对法向分力影响不大。于是,假如「没有摩擦力」是指,假设光洁度工艺提高而能使摩擦力充分小,那么当然是不影响升力的。

但是,如果是改变气体和机翼表面的化学成分而减少粘性力,那么升力也会和摩擦力同样显著减小甚至趋于消失,据称有人做过这种试验。

另外,湍流对摩擦力的影响可能就太复杂了,可能减小摩擦力也可能增加摩擦力。高尔夫球上的凹坑就是减少摩擦力的。湍流对升力的影响,也是可增可减的,要看具体是啥样的湍流。


完全没有摩擦力的话,机翼既不产生升力,也不产生阻力。

流体力学里有个经典的「达朗贝尔佯谬」,18世纪法国数学家达朗贝尔推导发现,物体在不可压缩、没有粘性的流体中运动时,受到的流体作用力为零。这个推论明显违背了客观事实,但当时的科学家还不清楚问题出在哪里。

不过以上说的都是不可压缩流体,对应于低速飞机的情况。如果飞机速度到了高超声速,情况就不一样了,比如因东风17而火起来的「乘波飞行器」,其升力的来源是激波波后的高压,因此即便没有摩擦,乘波飞行器还是会有升力。


会。

机翼的升力不单是依靠伯努利原理产生的。只要机翼有一定的攻角,能够形成下洗气流,根据作用力与反作用力原理就会产生向上的升力。


请用力阅读费米实验室的这篇科普文章。澄清升力的来源,尤其指出伯努利定理的误用。

升力来源于气流方向偏转。粘性又是方向偏转的必要条件。

https://hypr.ink/hq20f


没有摩擦力是不会产生升力的,用伯努利方程解释升力本来就是不完善的,可以简单做一个思想实验,把一个二维翼型放在气流中,翼型上下两个边长度不一样,上长下短,很多教材在解释升力的时候说:气流从到达翼型前缘到离开后缘,是同时到达同时离开,但上长下短,所以气流在上面的流素快,然后根据伯努利方程得到升力。你有想过为什么气流经过弯曲的表面就会加速吗?让上表面加速的「能量」凭空出现吗?安德森的空气动力学基础中就提到这个说法,然后引入

库塔茹科夫斯基定理,引入环量的概念,具体内容可以看那本教材,如果翼型表面本身不存在摩擦力,也不会有「起动涡」,也不会有环量,也不会有升力。

说的比较简要,如果想了解更多的话推荐那本安德森的空气动力学基础,有一定数学和物理基础的人就看得懂。

就是想说,请不要笃信伯努利原理来解释升力


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