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飞机能飞起来是什么原理_飞机不会掉下来[动画演示]

科学原理 2026-04-11 菜科探索 +
简介:古代,人们常常幻想自己可以像鸟儿一样飞起来,如今,坐在飞机上往返于城际之间已经成为了日常,我们在感叹科技发展的同时,不禁好奇:飞机为什么能飞起来?得到的答案会是:因为飞机有机翼,那么,为什么机翼能让飞机飞起来呢?是什么让飞机不会掉下来呢?下面就来说说飞机飞起来的原理并通过动画来做一下演示。

飞机的定义 如果我问你,什么是飞

【菜科解读】

  古代,人们常常幻想自己可以像鸟儿一样飞起来,如今,坐在飞机上往返于城际之间已经成为了日常,我们在感叹科技发展的同时,不禁好奇:飞机为什么能飞起来?得到的答案会是:因为飞机有机翼,那么,为什么机翼能让飞机飞起来呢?是什么让飞机不会掉下来呢?下面就来说说飞机飞起来的原理并通过动画来做一下演示。

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飞机为什么能飞起来,图解飞机飞行的原理

<1 />   飞机的定义<1 /> <1 />   如果我问你,什么是飞机?你会给出怎样的答案呢,飞机的定义是:指具有一具或多具发动机的动力装置产生前进的推力或拉力,由机身的固定机翼产生升力,在大气层内飞行的重于空气的航空器,按照其使用的发动机类型又可被分为喷气飞机和螺旋桨飞机。

按此定义,靠旋转翼产生升力的直升机不是飞机。

飞机、直升机还有导弹等能在空中飞的物体叫飞行器。

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飞机为什么能飞起来,图解飞机飞行的原理

<1 />   飞机为什么能飞起来?<1 /> <1 />   飞机为什么能飞起来呢?飞机飞行与风筝飞行是一个道理,只不过不用你拉着跑了,其向前的动力由发动机提供,它相对于空气的速度越大,角度越大,其竖直方向的分力也越大,也就是升力越大,当然,角度越大,其水平方向的分力也越大,空气阻力也就越大,要达到相同的水平速度,对发动机的功率要求也就越大。

相反,角度越小,其竖直方向的分力越小,升力也越小,要想达到相同的升力,速度要求就越高。

这就需要飞机的角度取值在一个合理的最佳范围内。

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飞机为什么能飞起来,图解飞机飞行的原理

<1 />   为了使飞机达到足够的速度,需要通过发动机给飞机加速。

而加速的过程是缓慢的,毕竟飞机是一个庞然大物,即便有的发动机一台的推力就可以达到四十、五十吨,但是推动一台几百吨重的飞机往前移动,加速度依旧是很慢,所以需要一段很长的跑道逐渐加速,直到速度达到之后才可以起飞。

<1 /> <1 />   飞机之所以能飞起来,归根结底来自机翼提供的升力,固定翼飞机如此,旋转翼飞机也是一样的道理。

至于升力的产生原理,这个就牵涉到大学里的一门比较难懂的课程《流体力学》中的一个知识——伯努利原理。

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飞机为什么能飞起来,图解飞机飞行的原理

<1 />   伯努利原理的实质是流体的机械能守恒,或者用公式来表达就是流体的动能、重力势能与压力势能之和为常数。

用这个原理我们可以推论出流体流速非常快时,压强就会变得很小;

相反的,流速慢时,压强相对较大。

用这条推论就可以解释为什么飞机机翼会产生升力。

<1 /> <1 />   飞机静止的时候,流过机翼表面的速度为0,此时飞机的升力也为0。

当飞行员启动飞机发动机,飞机开始向前运动,机翼切割空气产生相对气流,此时机翼开始产生升力,并且升力随着飞机滑跑速度的增大而快速增大。

直到某一时刻,飞机的升力等于飞机自身的重力的时候,飞行员拉杆使飞机抬头,飞机便可以上天了。

<1 /> <1 />   当飞机飞行时,机翼在空气中运动,将前方的空气分割成上下两层,上表面气流通道窄,气流速度快,压力变小。

下表面气流通道较宽,气流速度较慢,相对压力较大,于是产生升力。

<1 /> <1 />   所以,飞机只有在飞行的时候,机翼才可以产生升力。

<1 /> <1 />   图解飞机飞起来的原理<1 /> <1 />   大多数飞机由五个主要部分组成:机翼、机身、尾翼、起落装置和动力装置。

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飞机的组成部分

<1 />   飞机的飞行要解决两个问题:一是上升;

二是前进。

前进靠的是发动机的动力带动螺旋桨旋转产生的向前牵引力或是喷气产生的向前推力。

上升是根据伯努利原理,即流体(包括气流和水流)的流速越大,其压强越小;

流速越小,其压强越大。

还有,升力和迎角等都有很大关系。

<1 /> <1 />   气流流过的压力差产生了升力<1 /> <1 />

飞机为什么能飞起来,图解飞机飞行的原理

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飞机为什么能飞起来是什么原理,飞机为什么不会掉下来动画演示

<1 />   飞机运动的三轴简化:俯仰、滚转、偏航。

<1 /> <1 />   滚转是副翼控制▼<1 /> <1 />

滚转是副翼控制

<1 />   俯仰运动靠升降舵控制▼<1 /> <1 />

俯仰运动靠升降舵控制

<1 />   偏航运动靠方向舵控制▼<1 /> <1 />

偏航运动靠方向舵控制

<1 />   直升机是如何保持平衡的?<1 />

直升机起飞原理图

<1 />   (1)直升飞机的大螺旋桨旋转产生升力平衡重力。

<1 /> <1 />   直升飞机的桨叶大概有2—3米长,一般有5叶组成。

普通飞机是靠翅膀产生升力起飞的,而直升飞机是靠螺旋桨转动,拨动空气产生升力的。

直升飞机起飞时,螺旋桨越转越快,产生的升力也越来越大,当升力比飞机的重量还大时,飞机就起飞了。

在飞行中飞行员调节高度时,就只要通过改变大螺旋桨旋转的速度就可以了。

<1 /> <1 />   (2)直升飞机的横向稳定。

<1 /> <1 />   因为直升飞机如果只有大螺旋桨旋,那么根据动量守衡,机身就也会旋转,因此直升飞机就必须要一个能够阻止机身旋转的装置。

而飞机尾部侧面的小型螺旋桨就是起到这个作用,飞机的左转、右转或保持稳定航向都是靠它来完成的。

同时为了不使尾桨碰到旋翼,就必须把直升飞机的机身加长,所以,直升飞机有一个像蜻蜓式的长尾巴。

<1 /> <1 />   决定飞机升力大小的因素<1 /> <1 />   不难想象,大飞机重量大,要想飞上天,所需升力自然就要比小飞机所需升力大。

飞机升力的大小又跟哪些因素有关系呢?<1 /> <1 />

飞机受力分析图

<1 />   飞机升力的大小还跟以下几个因素有关:飞机的机翼面积、空气密度、飞行速度以及飞行迎角。

<1 /> <1 />   机翼面积越大,升力越大。

其实,前文在解释升力形成时提到的压力差,本质上是压强差,压强与面积的乘积才是压力的大小。

这样自然机翼面积越大,飞机升力就越大。

<1 /> <1 />   空气密度和飞行速度是决定飞行条件动压的两个条件。

空气密度越大,则空气给予飞机的升力也越大,这很容易理解。

飞行速度越大,那么由伯努利原理给出的压强差就越大,升力也就越大。

<1 /> <1 />   飞行迎角可以理解为飞机机体的方向与气流方向的夹角。

在飞机起飞的过程中,我们能看到飞机抬头,这就是飞机的迎角了。

通常来说,在一定范围内,飞机迎角越大,升力就越大;

但是迎角达到一定程度后,升力就会突然下降,这就是飞机的失速。

失速是非常危险的,倘若不及时减小迎角,就会因为失速失去升力而急剧坠落,以致发生飞行事故。

历史上有多次飞机失事都源自失速。

<1 /> <1 />   延伸阅读:<1 />   为什么飞机窗户玻璃上有个洞?<1 />   为什么飞机窗户是圆的不是方的?<1 />   为什么飞机起飞降落要打开遮光板?<1 />   天上那么多飞机为什么不会相撞?<1 />   为什么飞机飞过后会留下一道白线?<1 />   <1 />

为什么西方科技似乎停滞了?原因其实很简单

先把一句话结论说在前头:** 西方不是 “没技术”,而是 “大突破变少、转化变慢、投入结构错了、人才与市场散了”,再加上现在本来就处在 “基础科学攻坚期”,看起来像停滞。

** 下面用大白话把原因讲透。

一、不是真停滞,是 “节奏慢了、主角换了”很多人感觉西方科技停滞,其实是三个错觉叠加:对比基准变了:20 世纪上半叶是 “开挂时代”—— 电力、内燃机、无线电、抗生素、核能、计算机,全是从 0 到 1 的革命,一眼就能看出改变世界。

最近几十年更多是从 1 到 100 的优化:手机更快、AI 更聪明、汽车更电动,属于 “好用但不震撼”。

中美跑得太快,反衬西方慢:现在全球研发投入,中美加起来占一半左右,欧盟整体还不如中国一国。

互联网、AI、新能源、量子这些新赛道,基本是中美双引擎,欧洲更多是 “旁观者 + 跟随者”。

突破性成果本来就越来越难:基础科学像挖矿,浅层易挖的早就挖完了,现在要往更深、更贵、周期更长的地方挖 ——大发现的频率自然下降。

所以,西方不是不进步,是没有以前那么 “炸裂”,也被中美抢了风头。

二、最核心:钱投少了、投错地方了1. 政府投入占比大幅下滑美国联邦研发预算在1960 年代占联邦总预算 12%(冷战 + 太空竞赛),现在只剩 4% 左右。

欧洲更保守,2023 年欧盟研发强度(研发 / GDP)2.2%,低于美国3.5%、中国2.65%、韩国近5%。

2. 资本短期化,不敢赌长周期硬核创新西方资本市场越来越看重季度财报、短期利润,像半导体、新材料、核聚变、量子计算这种烧钱 10–20 年才可能回本的硬科技,资本不敢重仓。

美国:钱更多流向软件、互联网、金融科技(轻资产、快回报);

欧洲:资本保守、厌恶风险,更愿意投成熟行业(汽车、医药),而不是颠覆性新赛道。

3. 投入结构 “重应用、轻基础”,重 “软” 轻 “硬”欧洲尤其明显:钱大量投到汽车、机械、化工等中等技术领域,AI、芯片、量子、先进计算等前沿布局不足。

美国也一样,基础研究占比逐年下降,更多是应用层小修小补。

三、人才断层:学理工的少了,顶尖人才留不住1. 教育风向变了:重法律、金融、管理,轻理工西方(尤其欧美)大学几十年趋势:法律、商科、传媒、社科最热门,工程、物理、化学、制造越来越冷门。

美国:STEM(理工)毕业生比例下降,很多顶尖学生去了华尔街、律所、咨询公司;

欧洲:工程师缺口大,年轻人怕苦、怕累、怕失败,愿意坐实验室、搞艰苦技术攻关的人少。

2. 顶尖人才外流,欧洲尤其严重欧洲语言多、市场碎、薪资低、晋升慢,顶尖人才(尤其 AI、芯片、互联网)大量流向美国,近年也流向中国。

例子:英国 DeepMind(AI)被美国收购;

欧洲很多好点子,孵化在欧洲、壮大在美国。

四、市场碎片化 + 监管过度,创新 “跑不起来”1. 欧洲市场太碎,27 国各自为政欧盟名义统一市场,但语言、法律、标准、税收都不一样。

企业想跨国企做大,合规成本极高,很难像中美那样靠超大市场快速规模化、摊薄成本、迭代技术。

中国:14 亿人统一市场,一个 App、一款新能源车,一夜全国铺开;

美国:3 亿人统一市场,规则简单,试错快、扩张快;

欧洲:一个产品要改 N 个版本,周期长、成本高、规模上不去。

2. 监管太严、太细,“安全优先、创新靠边”欧洲 GDPR(数据隐私)、环保、劳工、反垄断规则极严且繁琐,企业创新 “带着镣铐跳舞”。

很多新想法,合规成本比研发成本还高,干脆不做或慢做。

五、产业空心化:制造外迁,创新失去 “土壤”西方(尤其美国)几十年 “去工业化”:低端制造迁走,中端也迁,只剩高端设计、金融、服务。

问题:硬核技术(芯片、精密制造、新材料)必须扎根在制造一线—— 设计、工艺、设备、工人、供应链,缺一不可;

结果:美国芯片设计强,但制造弱、设备弱、材料弱;

欧洲设备强、工艺强,但整机、系统、生态弱。

没有大规模制造,技术很难快速迭代、很难低成本试错、很难形成完整产业链,创新自然慢。

六、社会文化:求稳怕错,冒险精神下降西方曾经靠冒险、探索、颠覆起家(大航海、工业革命),现在社会越来越保守、福利化、低风险偏好:个人:追求稳定工作、高福利、少加班、不冒险;

企业:不愿赌颠覆性技术,宁愿做渐进式改良;

社会:对失败容忍度低,一次失败可能身败名裂,没人敢豁命干硬核创新。

七、总结:西方不是 “不行了”,是 “结构老化、动力不足”一句话概括:钱投少了、投错地方了;

人才学文不学理、留不住;

市场碎、监管死;

制造空心化;

社会求稳怕错;

再加上基础科学进入深水区、突破自然变慢。

不是西方科技 “停滞”,是全球科技格局变了:从 “西方独霸” 变成中美双极 + 西方跟随。

西方依然强(尤其基础研究、高端设备、医药),但引领全球颠覆性创新的能力,确实在下降。

为什么现在国产手机都不用鸿蒙?

很多人疑惑 “鸿蒙技术成熟又属于国产,为啥国产手机厂商不用”,核心答案很现实:不是不想用、不敢用,而是用不起、用不了、不能用,和 “爱国” 无关,全是企业生存与发展的理性选择,结合行业现状和实际痛点,具体原因如下(通俗好懂,不堆砌专业术语):竞争关系使然,没人愿把 “命脉” 交给对手:鸿蒙系统的底层技术、生态规则、更新节奏,全由华为主导,而华为本身就是手机行业的头部玩家,和小米、OPPO、vivo、荣耀等国产厂商是直接竞争对手。

如果这些厂商用鸿蒙,相当于把自家手机的体验、功能、安全甚至用户数据,都交给竞争对手掌控,就像奶茶店用隔壁对手的配方和供应链,商业逻辑上完全不成立。

反观安卓,谷歌几乎不做手机,不与厂商抢市场,厂商可以放心定制系统,不用担心被卡脖子。

百亿级沉没成本,没人敢推倒重来:从 2010 年至今,国产手机厂商在基于安卓的定制系统(比如小米澎湃 OS、OPPO ColorOS)上,投入了上百亿元资金和数千人研发团队,经过十几年迭代,这些系统已经和自家手机的芯片、影像、快充深度绑定,还搭建了成熟的云服务、应用分发、广告变现体系。

如果切换到鸿蒙,过去十几年的投入全白费,还要重新适配、重建生态,这笔成本没有任何一家厂商敢承担,对股东、用户都无法交代。

海外市场是 “硬门槛”,用鸿蒙等于放弃全球市场:国产手机厂商的销量,一半以上来自海外(小米海外收入占比超 50%),而海外市场绕不开谷歌 GMS 服务 —— 海外的社交、购物、办公应用,几乎都依赖 GMS 才能运行,没有 GMS,手机在海外和功能机没区别。

由于外部制裁,鸿蒙设备无法预装 GMS,这就意味着,只要用鸿蒙,就必须放弃海外市场,对企业来说这相当于 “自杀”,而其他厂商未被制裁,完全可以用安卓正常出海。

生态差距仍存在,适配风险太高:截至 2026 年 2 月,鸿蒙原生应用约 35 万,而安卓全球应用超 500 万,海外主流应用、小众工具大多没有鸿蒙原生版本。

对手机厂商来说,切换系统可能出现应用闪退、卡顿、功能异常等问题,一旦口碑翻车,足以毁掉品牌几年的积累。

而安卓生态经过十几年完善,专利成熟、售后标准化,稳定远比 “先进” 更重要,厂商不会为了体验提升赌上品牌信誉。

厂商有自己的生态野心,不想做 “配角”:手机行业的终极竞争是生态竞争,小米要做人车家全生态,OPPO、vivo 要打造专属跨端体验,每一家大厂都想自己主导生态规则,而不是依附于别人的系统。

如果用鸿蒙,厂商只能做硬件组装,失去对系统的主导权,没有一家有野心的品牌愿意接受这样的定位,而安卓的开放模式,刚好能让厂商在共用底层的同时,做出差异化体验。

补充说明:很多人误以为 “国产手机不用鸿蒙” 是排斥国产系统,其实不然 —— 开源版鸿蒙(OpenHarmony)早已广泛用于家电、IoT 设备,只是没用于主流手机;

华为也明确表示,不会强制其他厂商接入鸿蒙,尊重各家商业选择。

鸿蒙的强大有目共睹(截至 2025 年底,鸿蒙终端设备超 3200 万,原生应用适配度超 95%),但厂商的选择,本质是商业层面的理性权衡,而非立场问题

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