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风筝的运动是曲线运动吗(风筝在空中的受力分析)

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风筝获得升力的原理与机翼类似,断线后容易掉下来是因为气流在提供升力的同时还会产生阻力,断线后失去了动力,风筝在阻力的作用下相对于气流的速度越来越小,导致升力不足以抵抗重力。

至于风筝的升力蕴含的“流体力学原理”,其实简单点的话说是因为“伯努利原理”也没什么问题,但似乎伯努利原理在知乎上备受歧视,所以我想在这里可以提一下升力的薄翼理论。这个理论说起来比较简单,是将翼型的几何形状分成三部分,攻角+弯度+厚度分布,其中攻角您可以理解为翼型相对来流的倾角,弯度就是叶型的弯曲程度,而厚度分布你可以按平常所说的“流线型”来理解。大概就是如下图所示:

翼型升力主要来源于攻角和弯角,而厚度分布主要是强度和刚度的需求以及使翼型表面的压力分布更加合理以减少分离的作用。(攻角和弯度产生升力的机理就是库塔条件要求气流沿尾缘流出因此产生了环量,而环量产生了升力。)

风筝就是典型的薄翼,其升力是由相对于来流的攻角提供的,所以即使风筝没有机翼的“流线型”也能获得升力。但由于风筝是平板翼型,当攻角较大时很容易产生分离,增大了阻力,我猜这或许也是风筝容易掉下来的原因之一吧。

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