飞机降落前速度低却不会掉下来,究竟为何?
飞机不会掉下来,是因为飞机的受力是平衡的。飞机的升力主要来自于飞机的两个机翼。机翼的形状是特别设计的,上翼面和下翼面的曲线形状不一样。这点在机翼的剖面图上是很容易看出来的。当气流通过时,上下翼面就会产生压力差,这个压力差就是升力。
飞机在飞行时,发动机提供的是推力。它推动飞机往前运动,也就与周围的空气产生了相对运动。以飞机为参考系,可以认为是气流从前往后运动。在物理学上来说运动是相对的,所以飞机在研制过程中可以使用风洞试验来确定飞机的气动布局。
气流产生的升力符合茹科夫斯基定理,F = 1/2cpSv^2. 其中c是机翼的升力系数,它是与机翼形状相关的一个常数。p是空气密度,S是机翼面积,v是气流的速度,也是飞机的速度。当升力与重力平衡时,飞机是不会掉下来的。
飞机要想飞起来,必须达到起飞速度。达到起飞速度之后,机翼的升力才会超过飞机的重力,把飞机从地面上抬起来。飞机的起飞速度是非常低的,E2C鹰眼预警机这种螺旋桨飞机的最大巡航速度才576千米/时,起飞速度一般不超过200千米/小时。也就是说,它的降落速度也就200千米/小时,比高铁的速度都慢。
飞机本身比较大,尤其是客机更大。它降落时的加速度是很小的,而人能感知到的是加速度,而不是速度。飞机平稳运行时,人并不能感知到飞机的速度是多少。飞机即使在万米高空以900公里/小时的速度飞行,人能感知到的依然是很平稳。这时飞机的速度只是略微低于起飞速度,让机翼的升力略低于重力,从而让飞机缓缓下降。飞机落地之后要滑行很长一段距离才能停下来,就是因为飞机的速度依然比较大。