近日,《庆余年2》火热开播引起广泛讨论,剧中人物王启年的“轻功”引发了观众对人类“飞行”的猜想:现实中人类不能飞,只是因为少一双翅膀吗?只要助跑足够快就可以“飞起来”吗?“原地起飞的轻功”有可能成为现实吗?

人类不能飞,只是因为少一双翅膀吗?

古代人认为人之所以不能飞,是因为缺少翅膀。西汉时期就曾有人用鸟的羽毛制成翅膀,绑在身上从高台上跳下并滑翔了几百步。历史上还曾出现过不少类似的“飞人”,他们绑上自制的飞翼或翅膀从高处跳下,想要像鸟类一样飞翔,可结果都不如人意。那么,为什么鸟类拥有翅膀就可以飞,而人类装上翅膀却不能飞呢?

除了拥有翅膀之外,鸟类能飞的一个重要原因是它们的身体很轻,翼展和翅膀肌肉力量与它的身体大小保持平衡。鸟类骨骼具有轻、薄、坚固、中空等特点,“由内到外”地减轻体重,使它的翅膀承受更小的重量。目前,自然界中最大的飞行动物之一安第斯秃鹰,体重最高也只有16公斤,而翼展最大能达到5米。按照这一数据计算,体重60公斤的人类要想飞起来,翼展至少要达到18米,这显然是不可能的。

其次,鸟类的胸肌发达、体型扁、成流线型等特点,则能产生更多向上的推力,同时减少飞行时产生的阻力,帮助鸟类更加“轻松”地飞翔。此外,鸟类有一套独特的呼吸系统,在飞翔时,一次吸气肺部可以完成两次气体交换。这些都是人类无法拥有的身体特质,因此人类不能飞,不仅仅是因为没有翅膀。

鸟类飞翔时的姿态

飞机设计成流线型,可以减小过程中产生的阻力

如果想要“飞起来”,就必须突破重力的限制。因此,只有身体满足条件还不够,还需要借助外力。

只要助跑足够快就可以“飞起来”吗?

影视剧里一些人物使用“轻功”之前,需要先“助跑”一段距离。那么,为什么助跑可以飞起来?只要跑得足够快就可以飞起来吗?

人在奔跑过程中,会产生不同方向、不同大小的“力”。当向上的升力大于向下的重力时,就可以向上爬升;而升力与重力相等时,则会保持高度。因此,并非只是跑得足够快就可以飞起来。奔跑达到一定速度之后,空气流动产生的升力大于自身重力时,才能够飞起来。

以现代喷气式飞机为例,飞机先滑行到起飞线上,刹住机轮,襟翼放到起飞位置,发动机转速增加到最大值,松开制动,飞机在推力作用下开始加速滑跑。飞机在起飞滑跑阶段,通过飞机底部所形成的升力,能够克服地面的摩擦力和空气的阻力,此时进一步加速,飞机就逐渐离开地面。而飞机达到一定的高度时,速度已经足够快,升力足以支撑整个飞机的重量,飞机就可以稳定飞行了。

由此可见,想要成功“起飞”,并非助跑够快就可以,还要有足够的升力。而除了速度之外,升力还受到空气密度、翅膀形状及尺寸、飞行姿态及角度等多种因素影响。所以,不能片面地认为只要助跑达到一定速度,人类就可以“飞起来”。

人类借助工具“飞行”

“原地起飞的轻功”有可能成为现实吗?

也有一些影视剧中,人物不需要助跑就可以“原地起飞”,这种原地起飞能实现吗?

现实生活中,能“原地起飞”的飞行器主要有直升机和无人机,它们能原地起飞,主要依靠的是“头顶”的旋翼。以直升机为例,直升机主旋翼由多个叶片组成,当旋翼旋转时,由于叶片形状和角度的变化,使空气在叶片上方的流速加快,而在下方的流速减慢,空气流通速度越快的地方压强越小,叶片上方的压强小于下方压强,从而产生垂直向上的升力,直升机得以垂直起飞。动漫《哆啦A梦》里的“竹蜻蜓”也是这个基本原理。但影视剧“轻功”原地起飞,人物身上并没有类似直升机旋翼的装备,因此我们可以理解为创作人员对飞行的美好展望。

AC313直升机

直升机主旋翼

不管是影视剧中的“凭空飞行”,还是现实生活里各类飞行器的诞生,都代表了是人类作为陆地生物对天空的向往。关于“飞行”,你还有什么有趣的想法,或许现在的“异想天开”在将来就会变成现实。

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