流体遇阻加速原理 

吴 志

流体主要是指流动的液体和气体。当流体遇到障碍物时，通常是绕过去或弹回来，当绕过去时就会有一个加速，以便赶上匆匆而去的队伍。为什么会加速呢？无人研究过这个问题。

以水为例。我们不妨把水分子视为一个大粒子，中间有三个原子核，外围有10个电子。当两个水分子相遇时，双方的原子核对对方的外围电子有吸力，就把两个水分子吸到一起；由于两个水分子的原子核之间有斥力，又让两个水分子保持一定距离。当然，在深海中由于海水压力大，水分子之间的距离相对较小。水流动时，是在场压的作用下流动的，比如江河水，有一个场压作用到水分子中，场压作用方向由后向前，推动水分子前进。江河中的场压来自重压，上面的水压下来，下面的水就往下流。

当河水遇到河底的石头时，河水就从石头周围绕过去，绕行的水会加快速度。在这个过程中，水分子的运动方向和运动速度发生一些微妙变化，刚遇到石头时，速度放慢，后面的水分子立即贴近，压力骤增，即场压骤增，这就等于后面的水分子推了前面的水分子一把，把前面的水分子“弹击”出去，前方水分子遇阻无路可逃，就改变运动方向，形成一个偏角继续向前运动，向石头外围各方向偏出，但受外围水流阻挡，外行不远；还受后方水流裹挟，继续向前。这就从石头周围绕过去了，由于是被“弹击”出去的，流动速度更快，也可说是场压骤增后，流动速度更快。

绕过石头之后，场压恢复，速度恢复，依然按原有水流速度前进。为什么保持原有速度？道理简单，你想快，前方有水分子挡道；你想慢，后方有水分子推行。这样就只能保持原有水流速度了。就像我们在马路开车，想快前方有车挡道，想慢后方有车跟来，那就只能保持车流速度了。

水中的场压不一定来自重力，如洋流运动就有很多原因，海风、潮汐、温差、海水密度、地转偏向力等都可以导致洋流运动。水中的水泵、螺旋桨和小船木桨等，都可以制造场压，游泳时用手在水中划水也是制造场压，场压造成水向某个方向运动。任何液体流动阻遇加速，都类同水流遇阻加速。

气体运动遇阻加速也是同样道理。区别只是分子不同，比重不同，密度不同。空气在空中运动遇阻，气流会从障碍物的周围加速绕过去。最常见的障碍物是机翼，空气遇到机翼上方的弧面就加速绕过去，造成机翼上方压力骤减，形成升力，把飞机举起来。不同的是，运动的是机翼，而不是空气，实际上是一回事，运动是相对的，空气动或机翼动都是两者的运动关系。

为什么从机翼上方加速流过的气体压力小？无人研究过这个问题，其实道理很简单。飞机停在机场时，机翼上方的空气是静止的，在大气压作用下，机翼上方与下方的空气压力是相同的。当飞机在跑道加速滑行时，机翼上方的空气加速滑过，意味着上方空气压力传递不到机翼上，给加速滑过的空气分子“带走”了，这些空气分子只顾匆匆赶路，没有时间精力挤压机翼，这样机翼上方压力骤减，飞机就被举起来了，到了空中依然如此。

当然，机翼下方的空气也流动，不过流动速度没机翼上方快，因为上方弧面便于引导空气通行，下方机翼是平面，还带有仰角，空气流动相对较慢，这样空气就有一定压力施加到机翼上。尤其贴近机翼处的空气是翻腾回转的，对机翼的托举力就更大。另外，由于机翼有一个仰角，下方气流冲击下方机翼时，也会形成一个举力，把飞机举起来，就像风筝飞行那样。当然，需要有一定的飞行速度，也需要有一定的空气密度，飞机才能保持飞行状态。

                机翼形成升力原理

飞机在空中达到一定速度时，也可以做翻滚、倒飞等特技动作，这时飞机不需要升力，只要有速度就能做动作，没那么快掉下来，但动作不能做太久，不然会损失高度。就像一块石头可以在空中以任何姿态飞行，但高度会不断下降。 

  2017年6月19日