空中的飞机为什么掉不下来

很早人们就梦想像鸟一样在天空中自由飞翔。人们发现鸟有两种飞行方式：扑翼飞行和滑翔。最早人们注意到的是鸟的扑翼飞行，想象鸟一样靠翅膀上下扑动来飞行，结果失败了。后来人们转向学习鸟的滑翔。对于鸟类的滑翔，很久以来人们一直迷惑不解，外国曾有人认为鸟的肚子里有热气作用，而中国晋朝一个叫葛洪的人在仔细观察老鹰在飞行后，解释说，老鹰伸直两翅，并不扑动，反能盘旋飞行，且越飞越高，是因为上升气流的缘故。
     基于鸟类滑翔的原理，人们造出了滑翔机和早期的飞机。现在我们知道飞机能够在高空中飞行不落，是因为受到一个升力作用，而使飞机获得升力的主要部件是机翼。但是飞机是如何得到这一升力的呢？为了解释这个问题，我们先做一个简单的实验：将一个乒乓球放置于一个倒扣的漏斗内，先用一块纸板托住漏斗口。这时用吸尘器从漏斗窄口向里吹气，并拿走纸板，此时乒乓球却掉不下来。
     这就是“升力”托住了球体。因为空气流过球与漏斗壁间窄缝时的流速大于流出漏斗口时的流速，所以漏斗宽口处的压力大于漏斗窄口处的压力，它克服了乒乓球的重力，使球支持着不落下去，即流速增加，压强降低，这在物理学上叫做伯努利原理。飞机获得升力的情况和上面的实验相似，只是这时还要考虑到机翼周围存在着的空气的环流。这种环流在飞机的飞行中迭加到经过机翼的平移气流上。在机翼上部，环流的方向与平移气流的方向相同，迭加结果使空气流的速度增加；在机翼下部，环流的方向与平移气流的方向相反，因而空气流速度减少。
     可以看出机翼上方的气流速度大于下方的，上面的流线较密，下面的流线较疏。根据伯努利原理，机翼上方的压强减少，下方的压强增大，形成了一个向上稍微偏后的总压力Q。把Q分为水平与竖直方向上的两个分力f及F，其中F 就是飞机机翼受到的向上升力，它使飞机上升或保持飞机悬浮在空中；f分力是阻止飞机前进的正面阻力。