俗话说人往高处走,可是如果我们想往高处走,我们就必须向下推一些东西,或者尝试向下推一些东西。譬如我们在攀爬绳索时,会抓住绳索并通过试图将绳索向下拉来将自己向上拉。在爬楼梯时,我们将脚放在下一个台阶上并试图将其向下推,而楼梯会产生向上的反作用力,从而将我们抬起。当然了,在这些情况下,绳索和楼梯实际上都不会向下移动,若是如此,那就麻烦了;但也有一些例子,例如在爬沙丘时,每向上一步,沙子就会被向下推一些。一个溺水的人会抓住一根稻草——这是他最后的垂死挣扎,试图抓住某样东西并将其向下拉以使自己能够站起来。
飞机也不例外。我们上一节介绍的是翼型,这样设计的翼型在穿过空气时,会首先向上“吸引”空气,然后将其向下推,这样飞机也会受到来自空气的向上的反作用力。
小攻角的机翼穿过空气
倾斜的平板穿过空气
这是牛顿第三定律的一个简单例子——“每一作用力都有一反作用力,大小相等,方向相反。” ,离开飞机机翼的向下运动的气流航空上称之为下洗气流。
显而易见,在给定时间内被机翼向下偏转的空气量越大,向上的反作用力或升力就越大;另一方面,机翼在空气中运动所引起的扰动越大,飞机受到的阻力就越大。因此,机翼设计和攻角选择的目标是确保产生尽可能多的下洗气流,同时不造成涡流或干扰。这是弧形机翼优于平面机翼的地方(如上两图),这也解释了为什么飞行中使用的攻角如此之小。机翼部分逐渐弯曲的弧度将空气引向下方,并防止其突然脱离表面并形成涡流,虽然更大的攻角会产生更多的升力,但它会产生更多的扰动并造成更大的阻力。