鸟和昆虫都扑腾,飞机为什么不扑腾?赫小妹拿妈妈的快递纸盒做“飞行科学实验装置”,呼哧呼哧扇了半天,自己没飞起来,地上的纸倒是飞起来了。问题来了:鸟儿扑腾翅膀能飞,蝴蝶、苍蝇也扑腾翅膀能飞,为什么真正的大飞机却不用“扑棱扑棱”翅膀?飞机是不是偷懒?
这一期,爸爸和赫小妹从快递盒实验聊到鸟、昆虫、飞机、直升机和无人机的不同飞行门派:飞起来不只是“不要掉下来”,还要同时解决“往上托住”和“往前移动”。自然界和工程世界选择了不同分工,也因此长出了完全不同的翅膀。
本期金句:
“鸟的翅膀,既是翅膀,也是发动机。”
“飞机不是没有翅膀的本事,而是翅膀不需要自己扑腾,因为发动机已经把它往前推了。”
“鸟和昆虫是翅膀打两份工,飞机是翅膀和发动机分工合作。”
“翅膀不是万能飞行按钮。”
“飞机不是一只不会扑腾的鸟,它是一套会飞的工程系统。”
本期你将会听到:
配图纸飞机受力示意图:纸飞机向前飞行时,空气流过翅膀产生向上的升力
图:纸飞机受力分析图。来源:Wikimedia Commons,许可:CC BY-SA 3.0。
鸽子飞行连续摄影:埃德沃德·迈布里奇拍摄的鸽子扑翼分解动画
图:鸽子扑翼飞行分解(Eadweard Muybridge 连续摄影)。来源:Wikimedia Commons,许可:Public Domain。
鸟类滑翔方式:动力滑翔、斜坡滑翔、热气流滑翔
图:鸟类三种滑翔方式——动力滑翔、斜坡滑翔、热气流滑翔。来源:Yusuke Goto et al. / Wikimedia Commons,许可:CC BY 4.0。
飞机襟翼和副翼示意图:机翼上可活动的小部件会改变气流,帮助起飞和降落
图:飞机机翼襟翼、副翼等可活动部件示意图。来源:Wikimedia Commons / Drpixie,许可:CC BY-SA 3.0。
客机起飞:固定翼飞机依靠发动机提供推力、机翼提供升力
图:客机起飞。固定翼飞机不靠整只翅膀扑动,而靠机翼形状和发动机推力协同飞行。来源:Wikimedia Commons,许可:CC BY-SA 4.0。
参考资料:NASA 航空入门资料、ASU Ask A Biologist、Cornell Lab of Ornithology 鸟类飞行资料、Nature / Journal of Experimental Biology 关于昆虫拍翼飞行的研究综述、University of Toronto Snowbird 人力扑翼机资料。
# 鸟和昆虫都扑腾,飞机为什么不扑腾?
赫小妹拿妈妈的快递纸盒做“飞行科学实验装置”,呼哧呼哧扇了半天,自己没飞起来,地上的纸倒是飞起来了。问题来了:鸟儿扑腾翅膀能飞,蝴蝶、苍蝇也扑腾翅膀能飞,为什么真正的大飞机却不用“扑棱扑棱”翅膀?飞机是不是偷懒?
这一期,爸爸和赫小妹从快递盒实验聊到鸟、昆虫、飞机、直升机和无人机的不同飞行门派:飞起来不只是“不要掉下来”,还要同时解决“往上托住”和“往前移动”。自然界和工程世界选择了不同分工,也因此长出了完全不同的翅膀。
本期金句:
- “鸟的翅膀,既是翅膀,也是发动机。”
- “飞机不是没有翅膀的本事,而是翅膀不需要自己扑腾,因为发动机已经把它往前推了。”
- “鸟和昆虫是翅膀打两份工,飞机是翅膀和发动机分工合作。”
- “翅膀不是万能飞行按钮。”
- “飞机不是一只不会扑腾的鸟,它是一套会飞的工程系统。”
本期你将会听到:
- 赫小妹为什么靠两个快递盒飞不起来
- 飞行为什么既需要升力,也需要推力
- 鸟的翅膀为什么是“翅膀加发动机二合一”
- 昆虫为什么像在空气里画小小的“8”字
- 飞机为什么把“往前冲”和“往上托”分给发动机和机翼
- 滑翔机、鸟类滑翔和固定翼飞机有什么相似之处
- 人类为什么造过扑翼机,却不把大型客机做成“铁鸽子”
- 直升机和无人机为什么属于“旋转翼派”
## 配图

图:纸飞机受力分析图。来源:Wikimedia Commons,许可:CC BY-SA 3.0。

图:鸽子扑翼飞行分解(Eadweard Muybridge 连续摄影)。来源:Wikimedia Commons,许可:Public Domain。

图:鸟类三种滑翔方式——动力滑翔、斜坡滑翔、热气流滑翔。来源:Yusuke Goto et al. / Wikimedia Commons,许可:CC BY 4.0。

图:飞机机翼襟翼、副翼等可活动部件示意图。来源:Wikimedia Commons / Drpixie,许可:CC BY-SA 3.0。

图:客机起飞。固定翼飞机不靠整只翅膀扑动,而靠机翼形状和发动机推力协同飞行。来源:Wikimedia Commons,许可:CC BY-SA 4.0。
参考资料:NASA 航空入门资料、ASU Ask A Biologist、Cornell Lab of Ornithology 鸟类飞行资料、Nature / Journal of Experimental Biology 关于昆虫拍翼飞行的研究综述、University of Toronto Snowbird 人力扑翼机资料。
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