重于空气的物质为什么也能飞上天

重于空气的物质为什么也能飞上天

1783年11月21日，法国人发明的热气球第一次升上天空，开创了人类航空的新时代。这种热气球的主要部分是气囊，充以比空气密度小的气体（如热空气、氢气等），可以依靠空气的静浮力升上空中。然而重于空气的航空器（飞机）是怎样飞上天的呢？

任何航空器都必须产生大于自身重力的升力才能升空飞行，飞机的升力来自于它的“翅膀”——机翼。飞机的机翼包括固定翼和旋翼两种：风筝的升空原理与滑翔机有一些类似，都是靠迎面气流吹动而产生向上的升力，但与固定翼的飞机有一定的差别；而旋翼机与竹蜻蜓却有着异曲同工之妙，都是靠旋翼旋转产生向上的升力而升空的。

机翼是怎样产生升力的呢？让我们先来做一个小小的试验：手持一张白纸的一端，由于重力的作用，白纸的另一端会自然垂下，将白纸拿到嘴前，沿着水平方向吹气，白纸不但没有被吹开，垂下的一端反而飘了起来。从流体力学的基本原理分析，流动慢的大气压强较大，而流动快的大气压强较小，白纸上面的空气被吹动，流动较快，压强比白纸下面不动的空气小，因此将白纸托了起来。

对于固定翼的飞机，在空气中以一定的速度飞行时，根据相对运动的原理，机翼相对于空气的运动可以看作是机翼不动，而空气气流以一定的速度流过机翼，空气的流动在日常生活中是看不见的，但低速气流的流动却与水流有较大的相似性。当水流以一个相对稳定的流量流过河床时，在河面较宽的地方流速慢，在河面较窄的地方流速快。流过机翼的气流与河床中的水流类似，由于机翼一般是不对称的，上表面比较凸，下表面比较平，流过机翼上表面的气流类似于较窄地方的流水，流速较快、压强较小；而流过下表面的气流则类似于河面较宽地方的水流，速度较慢、压强较大。大气施于机翼下面的压力大于施于机翼上面的压力，二者的压差就形成了飞机的升力。