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【已解决】 有个问题,如果飞行物速度很快,伯努利定理还成立吗?如果飞机速度非常非常快,气体本身是做布朗运动的,它们来得及填补飞机背后留下的空隙吗?

小时候以为飞机是靠水平气流冲击仰角机翼产生向上分力抬起来的。。。

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最佳答案 2024-04-30 00:00

伯努利定理是流体动力学中的一个重要原理,它解释了在理想流体(不可压缩、无粘性)中,流线上各点的速度和压力的关系。简单来说,伯努利定理表明在稳定流动中,流体的速度增加时,流体的静压力会减小。这个原理是理解飞机升力产生的关键之一,因为飞机翼型(机翼的横截面形状)设计成使得空气在机翼上表面的流速比下表面快,从而根据伯努利定理,机翼上方的压力低于下方,产生向上的升力。

对于您的问题,首先需要区分几个概念:

  1. 飞行物速度很快时伯努利定理的适用性:伯努利定理适用于理想流体,实际中空气是可压缩的,尤其是在高速流动时(如接近或超过音速)。在这些情况下,需要使用更复杂的流体动力学理论(如可压缩流体动力学)来准确描述流体行为。然而,即使在高速情况下,伯努利定理的基本原理仍然有参考价值,尤其是在亚音速飞行中。

  2. 气体填补飞机背后空隙的问题:当飞机以高速飞行时,确实会在其后方留下一个低压区,这通常被称为尾迹或尾涡。在实际情况中,空气分子的布朗运动远远不足以在短时间内填补这种空隙。相反,空气分子的运动和流动是由于周围空气的压力差引起的,这个过程比布朗运动要快得多。尾迹区域的空气将因周围高压区的压力作用而逐渐移动填补低压区,但这个过程并不是瞬时的。

  3. 飞机升力的产生:您小时候的理解关注了气流对机翼的直接冲击,这实际上是牛顿第三定律(作用力和反作用力)的体现,也是飞机产生升力的一个方面。但更完整的解释还包括了伯努利定理描述的速度与压力的关系,以及机翼翼型产生的流向效应。这两个原理共同作用,解释了飞机如何能够在空中飞行。

综上所述,虽然伯努利定理在高速飞行和真实流体(如空气)中的应用需要考虑更多因素,但它仍然是理解飞机升力产生的一个重要基础。在高速飞行中,尤其是超音速飞行,流体动力学变得更加复杂,需要考虑空气的可压缩性、激波等现象。

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