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<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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<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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<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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<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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<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 />
<1 /> <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 />
<1 /> 俯仰运动靠升降舵控制▼<1 /> <1 />
<1 /> 偏航运动靠方向舵控制▼<1 /> <1 />
<1 /> 直升机是如何保持平衡的?<1 />
<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 />
<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 />感觉它会永远持续下去,但它不会。
珍惜它的每一刻。
“02 天高云淡之时,心也跟着被放宽了一寸。
——丰子恺《秋》 “03 理解对方的脆弱,但不等于你要等着对方。
你可以带着这份理解离开,然后去遇见一个真正准备好接住你的人。
保重,现在该你理解自己了。
“04 做你自己,然后去承受你为个性付出的代价和收到的礼物。
“05 所有顶级玩家,最后追求的都是运动、自然、长期主义、稳定关系、低刺激生活。
生活幸福的第一性原理,是内在秩序。
“06 “想从别人那边要任何东西,都是烦恼的起源……能够自己给自己的,最好都自己给,虽然费力,但减少痛苦,这是自由。
” ——蔡康永 “07 走着相同道路的,只能是同行者。
走着不同道路却能相伴而行的,才是朋友。
监制:视觉志 编辑:七言君 视频号:视觉志
这种无视距离、超越光速的联动,难道不就是打破了相对论的光速限制?未来人类真的能实现超光速通讯、星际实时传信吗? 网上大量科普将量子纠缠吹捧为“超光速黑科技”,实则是对物理底层规则的巨大误解。
今天我们就依靠经典局域性原理+量子力学权威结论,一次性彻底讲透:量子纠缠有超距关联,但永远无法实现超光速传递信息。
读完这篇,你将彻底跳出量子力学的网红误区,看懂宇宙最硬核的底层规则。
一、宇宙底层铁律:到底什么是局域性原理? 想要解开疑惑,首先要搞懂整个物理学的基石——局域性原理(定域性原理)。
这是狭义相对论、经典场论的核心准则,也是宇宙约束信息传递的终极规则,我们可以通俗、精准地拆解为两点: 1.万物只受近处的影响,不存在隔空瞬时作用 宇宙中所有物理作用、能量传递、场的影响,都需要在临近空间完成。
一个物体不可能瞬间对亿万光年外的物体产生干预,不存在无过程、无介质、无延迟的超距作用。
2.有效信息、能量的传递,绝对不能超光速 这是最关键的核心:光速限制的从来不是“粒子关联”,而是“可控信息与能量的传递”。
很多人混淆了重点:相对论从未禁止“状态同步”,只严格禁止携带有效内容、可以被人类编码解读、能改变因果的信息超光速传播。
简单总结一句人话:能用来发消息、传指令、改结果的东西,一律跑不过光速;单纯的物理状态关联,不受光速约束。
这也是量子纠缠所有争议的破局关键点。
二、通俗读懂:量子纠缠的真实运行逻辑 很多谣言的源头,是大家对量子纠缠的理解完全失真。
真实的量子纠缠,不是两个粒子“互相通讯”,而是两个粒子从诞生之初,就属于同一个量子整体系统。
我们用最标准的自旋纠缠模型举例: 一对总自旋为0的纠缠粒子,必然自旋相反、状态绑定。
在没有观测、没有退相干之前,两个粒子都处于量子叠加态,自旋向上、向下同时存在,状态完全不确定。
当我们在地球观测粒子A,粒子A的叠加态瞬间坍缩,确定出一个随机自旋状态;与此同时,远在光年外的粒子B,会瞬间对应坍缩出相反状态。
从视觉效果上看:跨光年距离,状态零延迟同步。
爱因斯坦当年将其称为“鬼魅般的超距作用”,也正因这个诡异现象,诞生了著名的EPR佯谬,困扰物理学界数十年。
但重点来了:同步 ≠ 通讯,关联 ≠ 传信。
三、核心辟谣:超距关联,为什么带不动任何信息? 这是全文最硬核、最需要记住的知识点,也是中科院物理所、量子实验室的统一结论:量子纠缠的瞬时坍缩,无法承载任何有效信息。
原因有三个,每一个都直接锁死超光速通讯的可能: 1. 观测结果是绝对真随机,人类完全无法控制 量子力学的核心特性就是测量随机性。
我们观测纠缠粒子,得到的自旋状态是完全随机、不可预判、不可操控的。
你无法指定这次观测是“正”、下次是“负”,粒子的坍缩结果不受人为干预。
而信息的本质,是可控的有序信号。
如果结果全是随机乱码,没有任何规律、无法人为编码,就不存在传递信息的基础。
2. 接收方无法单独感知“变化” 很多人误以为:粒子状态变了,对面就能立刻发现。
事实恰恰相反:单独观测远方的纠缠粒子,看不出任何变化、任何异常。
接收方在没有和发送方核对数据的情况下,只能得到一串毫无规律的随机结果,完全无法判断: 是原本的随机状态,还是因为对方观测导致的坍缩。
想要验证二者的关联,必须依靠光速以内的经典通讯方式核对数据,这一步直接锁死了超光速的可能。
3. 无能量、无介质传输,不构成物理通讯 所有有效信息传递,必然伴随能量交换、物理信号传输。
而量子纠缠的状态坍缩过程,全程没有能量传递、没有粒子传输、没有场的交互。
它只是一个整体量子系统的状态确定过程,没有任何物理量跨越空间传播,自然不属于相对论禁止的“超光速信息传递”。
四、贝尔实验定论:分清“非局域关联”与“超光速传信” 很多人疑惑:既然不能传信,为什么科学界一直说量子纠缠有非局域性? 这里藏着最大的概念误区,也是2022年诺贝尔物理学奖的核心结论: 数十年无数次无漏洞贝尔不等式实验彻底证明: 1.量子世界不存在经典隐变量,粒子的关联不是提前设定好的; 2.量子纠缠确实拥有非局域关联特性,远超经典物理认知; 3.非局域关联绝对不等于非局域通讯。
实验只证明了“粒子状态可以超距同步”,从未证明可以超光速传信。
局域性原理对“信息、能量、因果”的约束,自始至终完好有效,相对论和量子力学在这里根本不冲突。
五、日常答疑:墨子号量子通讯,是超光速通讯吗? 这是大众最高频的误区:我国的墨子号量子卫星、量子通信网络,难道不是量子超光速通讯? 统一、标准、权威答案:完全不是。
1.量子通信的有效信息载体依旧是传统电磁波,传输速度严格等于光速; 2.量子纠缠在通信中不传输内容、只传输密钥,负责加密、防窃听、检测窃听; 3.量子通信的核心优势是绝对安全,不是速度更快,全程没有任何超光速行为。
所谓量子通讯,是“量子加密+经典传信”的组合技术,和大众想象的“瞬间跨星际传信”毫无关系。
六、结尾:读懂局域性,才算入门量子力学 总结全文所有核心结论,帮大家彻底清零误区: 1.量子纠缠确实存在超距、瞬时的状态关联,颠覆经典物理直觉; 2.这种关联是纯量子特性,无能量、无信息、无因果传递; 3.局域性原理依然是宇宙铁律,有效信息永远无法超光速传播; 4.量子力学和狭义相对论并不矛盾,矛盾的只是大众的错误解读。
量子世界的浪漫与神奇,从来不是打破物理规则,而是让我们看见宇宙更深层、更精妙的运行逻辑。
所谓的“超光速谣言”,只是我们用经典思维,强行解读量子世界的结果。