「军武骞尧」一根转动的圆筒能有什么用?可以用它来代替机翼、船帆
在我们的印象当中 , 飞机和帆船的形象就如下面几幅图
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一般来说 , 飞机如果没有机翼 , 那么它是无法升空的;而帆船一旦没有帆 , 就意味着不能免费的使用自然风作为动力 , 这样一来 , 燃料或人力成本将会大幅上升 , 这些道理都是显而易见的 , 但另一方面 , 大家对于飞机机翼以及帆船的船帆 , 是不是已经有一种固定思维 , 似乎机翼和船帆就应该长这样?
实际上还真不是这样 , 只能说这样的机翼和船帆是最常见的 , 比如下面两幅图
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第一幅是一架水上飞机 , 第二幅是飞机爱好者做的一架遥控飞机 , 我们可以明显的看到 , 飞机上原本应该装着扁平机翼的地方 , 都换成了大圆筒;第三幅图则是在一条大货轮 , 上面立着两根庞大的圆筒 。 这些大圆筒发挥了原本机翼和船帆的作用 。
那么这些圆筒是如何工作的呢?
是不是只需要安装在那 , 一动不动就行了?很显然这是不可能的 , 否则何必把机翼和船帆换下来呢?可是这些圆筒到底有什么作用呢?估计不少朋友都很好奇这一点 。
首先 , 这些圆筒的工作方式就是一个字——转 , 绕着各自的筒轴旋转 。 说到这 , 估计大家就更好奇了 , 这些圆筒的工作就是旋转?难道转起来 , 就能把飞机带飞 , 货轮带跑吗?
没错 , 还真是这样 , 那么这背后的原理又是什么呢?
我们先来回顾一下飞机机翼以及帆船的船帆是如何起作用的
飞机机翼
一般来说 , 在介绍飞机如何升空时 , 都会说是飞机的机翼提供了升力 , 而这个升力则是由于机翼上下两面的压力差导致的 , 而压力差则是通过伯努利方程给出的 , 虽然这种解释已经流行的很多年 , 并且在很多篇科普文章中都是这么介绍的 。 
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实际上这并不是飞机能够升空的本质原因 , 详细原因请看这篇文章
飞机为什么能飞起来?直到今天 , 科学家仍然没有答案
小编以前在上中学时就看过类似文章(出自一本国外科学家写的书 , 作者对很多科学理论都做了不少深刻独特的看法 , 可惜小编已经完全忘记书名是什么了) 。
不过 , 作为科普 , 还是讲伯努利方程比较好 , 虽然飞机升空的主要原因并不是伯努利方程能够解释的 , 但无论如何还是少不了机翼或者类似形状部件的作用(火箭、导弹那种升空可以另作一谈) , 因此从科普角度来说 , 这样的解释还是比较好的 , 不能要求太高了 , 毕竟本质原因也还没个定数 。
船帆
船帆的作用就很容易了 , 借助于风力 , 不断改变船帆的状态 , 可以使得船只在顺风 , 甚至是逆风的情况下前进(这些过程可以用力学规律 , 比如动量定理等等去解释)
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我们发现 , 不论是飞机机翼还是帆船的船帆 , 它们的核心作用就是为主体提供了一个力 , 这个力可以使飞机升空 , 使船只移动 , 而这个力同样可以由旋转的圆筒提供 。
下面我们就来看看旋转的圆筒到底是怎样起作用的吧
先来看一幅动图
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一个人将篮球从一个大坝上扔下去 , 注意一点 , 在扔的时候 , 他将篮球转了起来 , 也就是说篮球在重力的作用下 , 是边降落边旋转的 , 结果发现 , 篮球并不是按照我们想象中的以一条近似垂直的路线落到底部 , 而是以一段很大的弧线路径降落的 , 最后“飘”落到湖面 , 甚至还打了个水漂 。
我们将这个过程简化为下图
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篮球下落的时候 , 是迎风的 , 也就是运动方向与风向是相反的 , 而篮球是顺时针旋转的(逆时针顺时针是取决于观察角度的) , 由于篮球旋转时 , 本身就会带动周围附近的空气跟着一块旋转 , 此时就会出现一种情况 , 由于篮球运动方向与风向相反 , 那么在篮球一侧的风速就会略微增强 , 而篮球另一侧的风速会略微减少 。
在得到这一点后 , 再应用伯努利方程 , 流速快的地方 , 压强要小于流速慢的地方 , 因此篮球左侧的风压就会大于右侧 , 于是一股垂直于运动方向的力就出现了 , 此时我们再回到篮球从大坝坠落时的场景 , 由于篮球除了重力、阻力外 , 还受到了一股力 , 因此篮球就以一种大弧线的运动路径降落了 。
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