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人类发明飞机的各种尝试:如果地球上从未进化出会飞的生物

人类发明飞机的各种尝试:如果地球上从未进化出会飞的生物“伯努利原理”是关于飞机飞行的常见解释,但它并不是飞机飞行的全部原理,一个简单的例子就是,在一些飞行表演中,我们常看到飞行员操纵飞行进下上下颠倒的“倒立飞行”。这个原理简单来讲就是:空气在不同形状的面流过时产生的压力是不同的,因此如果将飞机的机翼上沿和下沿设计成特定的形状,让机翼下沿的空气压力大于上沿,就可以产生一个压力差,从而为飞机提供向上的升力。在此之后,人类逐渐解决了飞行器的动力系统、控制系统等一系列技术问题,到了1903年,一架依靠自身动力、完全受控并且能够长时间滞空的飞行器——“飞行者一号”,终于飞上了蓝天,而这也标志着人类进入了第三阶段,从此开启了飞机的时代。可以看到,人类发明飞机确实跟鸟类存在着关联,那这是否说明如果地球上没有会飞的生物,人类就不可能发明飞机了呢?笔者认为,我们不要小看人类,就算地球上从未进化出鸟类以及其他会飞的生物,人类依然可以发明飞机。从以上所述可以看到,

大自然是我们人类的好老师,在过去的日子里,人类通过观察和学习大自然中多姿多彩的生物,获得了大量的灵感和知识,进而有了各式各样的发明创造,例如飞机的发明,就与地球上的一种会飞的生物——鸟类有关。

人类发明飞机的各种尝试:如果地球上从未进化出会飞的生物(1)

那么问题就来了,如果地球上从未进化出会飞的生物,人类还能发明飞机吗?

人类是如何发明飞机的?

总的来讲,人类发明飞机大概经历了三个阶段,第一阶段是直接模仿鸟类,在此阶段中,人类试图通过扇动翅膀的方式(也就是扑翼式)来进行飞行,然而由于难度太大,这种尝试都无一例外地失败了,实际上,直到现在,人类也无法制造出扑翼式飞机。

人类发明飞机的各种尝试:如果地球上从未进化出会飞的生物(2)

第二阶段可称为“滑翔机阶段”,在此阶段中,人类意识到飞行器不应该模仿鸟类的扑翼式飞行,而应该通过不同的装置来分别实现飞行器的升力和动力,根据这种思路,在1849年的时候,人类的第一架具有固定机翼的滑翔机实现了首次载人滑翔飞行。

在此之后,人类逐渐解决了飞行器的动力系统、控制系统等一系列技术问题,到了1903年,一架依靠自身动力、完全受控并且能够长时间滞空的飞行器——“飞行者一号”,终于飞上了蓝天,而这也标志着人类进入了第三阶段,从此开启了飞机的时代。

人类发明飞机的各种尝试:如果地球上从未进化出会飞的生物(3)

可以看到,人类发明飞机确实跟鸟类存在着关联,那这是否说明如果地球上没有会飞的生物,人类就不可能发明飞机了呢?笔者认为,我们不要小看人类,就算地球上从未进化出鸟类以及其他会飞的生物,人类依然可以发明飞机。

为什么这么说呢?

从以上所述可以看到,在进入“滑翔机阶段”之后,飞机的飞行原理就与鸟类出现了很大的差距,而说到这里,就不得不提“伯努利原理”。

人类发明飞机的各种尝试:如果地球上从未进化出会飞的生物(4)

这个原理简单来讲就是:空气在不同形状的面流过时产生的压力是不同的,因此如果将飞机的机翼上沿和下沿设计成特定的形状,让机翼下沿的空气压力大于上沿,就可以产生一个压力差,从而为飞机提供向上的升力。

“伯努利原理”是关于飞机飞行的常见解释,但它并不是飞机飞行的全部原理,一个简单的例子就是,在一些飞行表演中,我们常看到飞行员操纵飞行进下上下颠倒的“倒立飞行”。

人类发明飞机的各种尝试:如果地球上从未进化出会飞的生物(5)

很明显,如果飞机只是依靠“伯努利原理”来飞行的话,那当飞机进行“倒立飞行”时,就会直接摔向地面,但这样的事情并没有发生,那这应该如何解释呢?其实这与牛顿第三定律有关,即:当飞机以足够快的速度飞行时,只需要让机翼有一点点仰角,前方的空气就可以给飞机提供升力。

实际上,飞机的飞行原理其实是来自于空气动力学,上述的“伯努利原理”以及基于牛顿第三定律的解释,都只是空气动力学的冰山一角,也就是说,人类只要拥有空气动力学的知识,就可以发明飞机。

所以我们的问题就变成了,如果地球上从未进化出会飞的生物,人类还会发展出空气动力学吗?答案当然是否定的,要知道除了会飞的生物之外,在人类的身边还存在着大量的与空气动力学有关的现象,比如说在空中飞舞的树叶,又比如说被风吹起的一张纸。

人类发明飞机的各种尝试:如果地球上从未进化出会飞的生物(6)

早在牛顿时代,人类就开启了有关空气动力学的研究,而人类研究的对象并不仅限于会飞的生物,为了获得更好、更详细的数据,人类后来还发明了风洞装置,专门研究物体相对于气体运动时的受力特性以及气体的流动规律,事实上,人类发明的第一架飞机,就依靠了来自风洞的大量试验数据。

因此可以说,就算地球上没有会飞的生物,人类也会发展出空气动力学,而人类一旦拥有了空气动力学的知识,发明飞机就是迟早的事情了。

尾声

人类发明飞机的各种尝试:如果地球上从未进化出会飞的生物(7)

就飞行而言,人类还发明了火箭、直升机、飞艇等各式各样的飞行器,而这些飞行器在地球上已知的生物中是找不到“原型”的。总而言之,大自然确实神奇,但我们也不要小看人类的创造力。


好了,今天我们就先讲到这里,欢迎大家关注我们,我们下次再见。

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