简介：--------------------我是「赛博整容」的分割线--------------------您看，虽然您的胸肌不够，但是人类的腿部肌肉发达呀，占全身肌肉的76%。这样，我们可以把您腿上的肌肉全部移植到胸口。别说飞了，碎个大石都不在话下！您说腿怎么办？腿还要它干嘛，飞起来徒增重量，累赘！全部切掉切掉，留两根麻杆当起落架就够了。太长了也不行，飞起来影响平衡，对，截掉，截短点……啥？您说身高...
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「固定翼飞机」，不能像鸟儿一样扑棱「翅膀」，也不会像直升机一样往下吹风。
那升力是从哪来的呢？
我一样一样聊。
古人仰望天空看见飞鸟的时候，他们肯定觉得太神奇了。
天上明明空无一物，它们是怎么做到腾空而起的呢？
实际上，「天空」绝非空无一物。
我们之所以这样觉得，只是因为空气是无色透明的。
如果你能亲眼「看见」空气，立刻就会发现飞行的魔法。
鸟的翅膀向上扇动时，翅膀收缩以减小面积；向下扇动时，翅膀张开到最大。
上下扇动的动作是不对称的，往下扇出的空气多，往上扇出的空气少。
这样每扇动一次，就有一团空气被拍向地面。
鸟儿挥动翅膀的动作，本质上就是把翅膀上方的空气抓一把扔到下方，由此获得的反作用力，就是升力。
如果把翅膀倾斜一点，往斜后方扇动，鸟就会获得前进的动力。
实际上，绝大部分鸟类的肩关节（翅根位置），是和身体锁死成一定角度的，它们只能往斜下方拍动翅膀。
如果把一只鸟关到井里，它会被困住飞不出来，因为它只能朝斜上方飞，无法垂直起飞甚至倒飞。
就凭这看似简单的「一拍一收」的动作，鸟类创造了许多飞行的奇迹。
速度王：尖尾雨燕平时飞行速度为每小时 170 公里，冲刺时速高达 352 公里，和高铁差不多，几乎快赶上了 F1 的速度记录 375 公里/时。
雨燕家族可不是普通的燕子，它们被称为「没有脚的鸟」（修辞手法，脚还是有的），吃喝拉撒睡乃至交配，都在空中完成，除了孵蛋几乎不落地。
高度王：黑白秃鹫可以飞到 11300 米的高空，已经到了民航客机的巡航高度。
这么精确的数字是怎么知道的呢？
因为 1973 年 11 月 29 日，在科特迪瓦城市阿比让上空，一只黑白秃鹫被吸入飞机的喷气式发动机，而这架飞机当时的高度正是 11300 米。
技巧王：蜂鸟拍动翅膀的频率接近每秒 100 次，如此之高的「手速」快到人眼只能看到一片灰影。
最小的蜂鸟身长只有 5 厘米，最大也不过 20 厘米，而如此迷你的体型竟然能飞出 90 公里的平均时速！
蜂鸟也是唯一一种能悬停和倒飞的鸟，堪称鸟类中的「特技飞行家」。
因为它的肩关节是所有鸟类中最灵活的，可以任意变换角度。
耐力王：科学家早就知道，有些鸟类迁徙距离很长，甚至能单次不间断飞行 5000 公里。
然而一只斑尾塍鹬的飞行记录仍然超出了所有人的想象。
没错，就是「鹬蚌相争」的那个「鹬」，看上去挺不起眼的小鸟，身长只有 30 多厘米，最爱吃的当然是贝类。
通过跟踪芯片+GPS 定位，科学家惊讶地发现，2007 年 3 月 17 日，一只斑尾塍鹬从南半球的新西兰出发，抵达中国鸭绿江口，期间七天七夜不吃不喝不睡连续飞行，行程高达 10219 公里！
半年后的 8 月 30 日，同一只鸟再次创造纪录。
它从繁殖地阿拉斯加出发回新西兰过冬，横跨太平洋，直飞 11570 公里，脚下没有陆地，只有一片汪洋。
全程连续飞行时间 8 天 12 小时，途中没有停下来吃一口饭、喝一口水！
鸟类的飞行本领，令世世代代的人心生艳羡。
免不了有人开始琢磨：既然拍拍翅膀就能飞起来，那我每天苦练上下甩胳膊，有没有可能学会飞呢？
当然不能。
你可千万别尝试，否则把胳膊甩脱臼了可别怪我——别问我是怎么知道的。
不过这点困难仍然无法阻止某些人继续往下琢磨：甩胳膊不管用，主要是因为人手太小了。
你想啊，鸟的翅膀有羽毛，蝙蝠翅膀有皮膜，为的就是增加面积啊！那我们把胳膊上绑点羽毛，增大扇风面积不就行了？
纵观世界历史，各地都有勇士身绑羽毛跳天台的传说。
平心而论，那些跳天台的兄弟们并没有疯到相信绑根羽毛就能飞起来的地步，他们只是希望用羽毛实现软着陆而已——但遗憾的是，现实中发生的无一不是硬着陆。
你尽可以嘲笑古人不懂科学，但你有没有想过，明明生活在同一个世界，凭什么鸟拍拍翅膀就能轻松起飞，但我们人类往死里甩胳膊，哪怕绑上羽毛增大面积，却一点效果都没有？这也不科学啊！
别忘了，魔鬼都在细节里。
拍翅膀或者甩胳膊能扇风产生升力是不假，但升力大于体重才叫飞，否则充其量只能减少体重秤上的数字。
为了让升力大于体重，鸟类花了 1 亿 5 千万年时间，才完成了全方位的细节优化。
就拿最明显的翅膀来说，表面上它只是一条肉胳膊长了几根毛，暗地里全是细节。
前面提到，翅膀产生的升力，等于向下扇的气流减去向上扇的气流。
向上扇时翅膀会收缩，以减少向上的气流。
但其实，不光翅膀会收缩，羽毛的角度也会微调。
羽毛是从毛孔里长出来的，受肌肉控制。
翅膀向上收缩时，每一根羽毛会恰好转到垂直方向，就像打开的百叶窗一样，让空气无阻力地流过。
也就是说，鸟的翅膀往上抬的时候是漏风的，几乎不会产生向上扇的气流。
而人类就算浑身绑满羽毛，你又怎么控制每根羽毛的方向？
再比如，羽毛和羽毛是不一样的，长在同一个翅膀上的羽毛可以分为几类。
翅尖附近的叫「初级飞羽」，它的特点是羽毛左右两边宽度不对称。
靠近翅根的叫「次级飞羽」，左右大致对称。
同样是向下扇风，次级飞羽主要提供升力，而初级飞羽除了升力以外，还能产生向后的推力。
如果你拔一根羽毛（鸡毛也行）当扇子扇，你会发现羽毛较宽的那一边会产生一股平行于地面的气流。
因为下压空气时，羽毛宽边产生向后的气流更多。
也就是说，鸟只需依靠本能简单地拍打一次翅膀，就能同时产生升力和推力，而且比例恰到好处。
然而翅膀只是鸟能飞的必要条件，不是充分条件。
就算把鸟的翅膀安到你身上，你也无力驾驭，因为你的胸肌不够发达。
鸟类的胸肌占体重的 25%~35%，而人类胸肌占体重只有 5%。
按比例算，哪怕你练成健美远动员的身材，你的胸肌都比不上一只走地鸡。
这样说来，胸肌应该是鸟身上最好吃的肉。
但鸡胸肉吃起来却很柴，因为它全是蛋白质，几乎不含脂肪。
不过正因如此，鸡胸肉成了健身爱好者的最爱，因为纯补蛋白质还不长膘。
要想飞，光吃鸡胸肉和健身是远远不够的，您还需要亿点点整容。
没错，这就是我们「太美医美」的专长了，我们的目标就是，实现每一位客户上天的梦想，让天下没有难飞的人！
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您看，虽然您的胸肌不够，但是人类的腿部肌肉发达呀，占全身肌肉的 76%。
这样，我们可以把您腿上的肌肉全部移植到胸口。
别说飞了，碎个大石都不在话下！
您说腿怎么办？
腿还要它干嘛，飞起来徒增重量，累赘！
全部切掉切掉，留两根麻杆当起落架就够了。
太长了也不行，飞起来影响平衡，对，截掉，截短点……
啥？您说身高？
嗨，我说您都飞到所有人的脑瓜顶上了，还要身高干嘛呀？
接下来您只需要减点肥。
啥？腿都没有了还要减肥……哎呀不行哪，您现在的身材还是太臃肿啦！
您看我给您算：您现在 70 公斤，要想飞起来，需要安一对翼展 7 米的大翅膀[1]，不要太威武哦！
但是呢，这么大的翅膀，怎么也要二三十公斤了。
还有您移植出来的无敌大胸肌也有二三十公斤，加一起怎么也 50 公斤了吧？
剩下所有器官，最多 20 公斤。
没办法，我看看哪里还能优化吧！
对了，骨头！
人的骨头太重了，占体重 40%，得减。
你看鸟的骨头都是空心的，只占 5% 的体重。
想当鸟人，就要全方位向鸟儿学习啊，骨头先掏空[2]，然后塞点泡沫塑料当填充物，不行再做点支架在里面……
咦，您这关节也太多了吧？
光脊椎骨就有 32 节，太复杂了吧？
鸟的脊椎骨都愈合成几节了，要不我帮您简化下，做个一体式骨架……
弯腰？
亲，您高高在上还用得着弯腰吗，脖子能转就行了。
我可以帮您做个猫头鹰那种 360 度转的颈椎。
不过，得加钱！
脑袋也得减……放心，我们不动您聪明的大脑子，我们就是把颅骨削薄点。
人类厚实的头骨是在地面上进化出来的，防止您一跤摔成脑震荡，上天了没用！
恕我直言，您在天上要么不摔，要摔就摔成渣。
还有这口大板牙也用不着了吧？
您在天上看到一只胖虫子在树叶上蠕动，飞过去呲溜一口，就解决一顿饭哪！
嗯，您的心肺功能不错，不过心脏还得改大些。
飞行可是剧烈运动啊，新陈代谢极快，飞起来体温 42 度，发烧级运动，可得配一颗大心脏！
另外可要提醒您了，高空空气比较稀薄，含氧量低，要不给您加几个气囊？
麻雀都有 9 个气囊，瞧您这结实的身板，怎么着也得配上 18 个吧，量大还可以打折哦~
最后让我看看您的下水——我是说消化系统。
嗯，消化道能短则短，大肠和膀胱这样的存储器太占地儿了，不要了吧……
拉稀？大小便失禁？
大小便失禁有啥？
您在天上，那全世界不都是您的厕所，想拉就拉呗！
生殖系统也得改，您看鸟的卵巢只剩一个，啥突出的器官都没有，统一成泄殖腔了，大小便和生殖细胞从同一个口出，交配时间只需 3 秒……
哎呀，为了实现您飞行的梦想，牺牲一点幸福算啥呀！
您说最终效果呀？
来，看这张图——
不好意思拿错了，这是我们的反面教材。
虚假的鸟人长得就像这样：瘦弱不堪的胸肌，臃肿累赘的大长腿，毫无必要的高颜值……好莱坞就是用这种东西，天天忽悠你们的！
而我们「太美医美」整出来的鸟人，那才是真正的鸟人：雄壮的胸肌，苗条的双腿。
那叫一个优雅，那叫一个性感~
图源：《和动物交换身体》
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没错，如果你想像鸟一样飞，你就得变成一只鸟。
谁让鸟已经进化成地球上最适合飞行的身材了呢？
如果你又想飞，又不想长成这样……
那对不起，接下来，请动动你那聪明的大脑子，研究一下空气动力学。
谜之升力
我发现一个奇怪的现象：鸟为什么会飞，三岁小孩都能大致明白；
飞机为什么会飞，30 岁的成年人大多都不明白。
然而他们丝毫不会对坐飞机产生任何困扰。
当然，我说的「飞机」不包括直升机、无人机。
它们的飞行原理不难理解，就像大号电风扇，旋翼转动产生向下的气流，反作用力使飞机上升。
最难理解的是，固定翼飞机为什么能飞？
无论是常见的民航客机，还是战斗机、轰炸机、运输机，发动机都是向后吹风，获得向前的速度。
它们也不会像鸟儿一样扑棱翅膀，也不会像直升机一样往下吹风。
那么垂直向上的升力是从哪儿来的呢？
翻遍了科普书、百度百科和 B 站视频，我看到的最多的一种解释，是「伯努利原理」。
伯努利在研究水管子的时候发现，液体在管子里流动的时候，流速越高的地方，压力越低。
就比如下面这个家用喷雾器。
当活塞从左向右匀速推动时，由于从位置 1 到位置 2 的管道变细，导致途中交通堵塞频发，压力增大。
液体在压力作用下加速运动，到 2 时速度最大，此后速度不会再变化，加速度为 0。
根据牛顿第三定律，受力才有加速度，没有加速度说明不受力。
也就是说，位置 2 是整个管子中压力最小的地方。
不要忘了，杯子里的液体也是受到大气压的。
位置 2 压强小于大气压，意味着大气压，会把杯子里的液体，压得从下往上流入细管，像吸管吸水一样进入位置 2，最后喷出来雾化。
下图这个日常小装置，用的就是伯努利原理。
流速越高，压力越小。
水是流体，空气也是流体，伯努利原理对空气同样适用。
伯努利原理是这样解释飞机升力来源的：
机翼的上下两边是不对称的，底面较平而顶面凸起。
迎面的气流被机翼前端分成上下两股，最后在机翼后方汇合。
在相同的时间内，上方的气流走的路程，走过的路程比下方气流长，所以上方气流速度更快。
根据伯努利原理，流体的流速越快，压强就越小。
机翼底面压强不变而顶面压强减小，这个压力差就是升力。
清晰易懂是不是？
很遗憾，这个「路程差理论」是错的，而且错了不止一处。
首先，
上方气流毫无理由要和下方气流汇合。
现实中的飞机，机翼上方的气流确实比下方气流速度快，而且快得多。
不信你看，下图是机翼在风洞测试的实验结果：
对于真实的飞机，当上方气流到达机翼末端时，下方气流可能连一半都没走到，上方气流根本不会停下来等它「汇合」。
上方气流速度更快，并不是因为要和下方汇合。实际上，如果上下两边气流真的汇合，两者的路程差很小，上方气流只会比下方气流快一点点。靠这点压力差，飞机根本飞不起来。
其次，这种解释认为，机翼剖面的不对称形状是升力的来源。那你怎么解释下面这种上下左右完全对称的菱形机翼：
按照路程差理论，这种机翼应该根本飞不起来，因为上下气流走过的路程完全相同。
但这种机翼，其实是超音速飞机的专属，不仅能飞，而且飞得很快。
还有这种上边平坦、下边凸起的机翼：
按照「路程差」解释，这种机翼应该往下飞才对，因为下边的路程更长，因此速度更快、压强更小。
而实际上，这种机翼叫「超临界机翼」，是 40 年前才发明的科技。
当飞行速度接近音速时，它能有效减少激波的产生，从而降低阻力。
国产大飞机「运-20」用的就是这种机翼，不仅起飞毫无压力，还能带着 220 吨的载重一起飞。
同样，「路程差」也无法解释为什么飞机能倒过来飞。
特技飞机倒飞时，机翼凸面向下，飞机非但没有一头栽下去，还能稳稳地保持高度。
而且，「路程差理论」还给人一种错觉，以为机翼是平行于前进方向的。
然而现实中的机翼是略微向后仰的，它与前进方向的夹角称为「迎角」或「攻角」。后面你会看到，这个「迎角」极为重要。
伯努利原理没错，但是路程差理论把伯努利原理用错了，飞机的升力无法用伯努利原理来解释。
如果飞机在一根大管子里飞，伯努利原理倒真是会导致机翼上方的气流速度变大、压强变小，准确地说，是在机翼凸出的那一点上压强变小。
我不知道这点压力差能否支撑起几十吨的飞机，但我知道这种情况对于正常的飞机根本不成立。
因为在开放空域中，气流只会从机翼上下两边绕过去，并不存在变窄的管道，又哪来的速度变快、压强变小呢？
还有一种不那么「主流」的解释，认为飞机升力是空气在机翼底部反弹形成的反作用力。空气分子就像乒乓球一样，沿水平方向撞击机翼底部后，反弹到斜后方。
「反弹论」不仅可以完美解释风筝的原理，而且还得到了物理学祖师爷牛顿爵爷的背书。
没错，300 多年前的牛顿，在物理学开山之作《自然哲学的数学原理》一书中，就用这个方法详细计算了机翼的升力和阻力。
然而「反弹论」仍然是错的——或者说，大部分不对。
确实存在气流被机翼底部反弹而形成升力，但这点升力远远小于真实的机翼升力。
莱特兄弟第一次成功试飞的飞机重达 300 多公斤，按反弹论计算，机翼升力和迎角正弦的平方成正比，反弹得到的升力只有 10 公斤。
也就是说，单靠反弹空气，让风筝飞起来是没问题的，把几十吨重的铁疙瘩送上天是不可能的。
还有个问题：按反弹论计算，机翼迎角 45 度时，升力应该最大。
然而真实的飞机，迎角不超过 20 度。
再大就有「失速」的风险，也就是飞机会突然失去大部分升力。
不过，反弹论至少搞对了一点：机翼和气流之间必须得有一个角度。
只要有了这个「迎角」，甭管机翼形状，哪怕你把家里的门板拆下来当机翼，都能上天！
门板空气动力学
这是一块门板制成的机翼。它的横截面看上去是这样的：
一块平板而已，没有任何凹凸，一看就不像是正经的机翼。
现在请你想象一下：如果这块板瞬间向左移动一个身位，在它的右侧会发生什么？
会出现一片真空。
因为当板「瞬移」的时候，板左边的空气被压缩了，右边的空气还没来得及动，于是中间区域就出现了真空。
但现实中这块真空并不会出现，至少对于飞机这样的「低速」物体不会出现。
因为大气层讨厌真空。
在海拔为 0 的高度，每平方米面积受到的大气压超过 10 吨。你头顶着 1000 多公里厚的大气层却浑然不觉，是因为人体内也有空气，内外相通，压力对冲。
如果你去问生活在海底的一条深海鱼，它也会一脸惊讶地反问：我怎么感受不到任何压力？
虽然无感，但是大气压对人还是有影响的。
人体 75% 是水，每增加 1 个大气压，水的体积会被压缩 2 万分之一。也就是说，在大气层的压迫下，你比真实状态瘦了……2 万分之一不到。
这也告诉我们一个道理：压力并不能帮你减肥。
在大气的压力下，当机翼向左移动时，周边的空气会迅速填补「真空」区域。如果仰角较小，这块区域将由上方的气流来填补。所以，机翼上方的气流会贴着平面流向斜后方。
如果机翼是水平的，所有气流都是直线流动；如果机翼稍稍仰起一个角度，形成「迎角」，那么机翼上方的气流将被弯折。
牛顿第一定律告诉我们：任何物体不会平白无故地改变运动方向，除非受到外力作用。原本笔直的气流被掰弯了，说明它受到了外力，而这个外力只可能来自于机翼。
牛顿第三定律告诉我们：当物体受力的时候，它会给对方一个大小相等、方向相反的反作用力。如果说机翼把气流往下拉，那么气流也会把机翼往上提。
还有一种更简单的思路：假如你坐在飞机内部向外看，你会认为飞机本身是静止的。风从水平方向吹过机翼，最后向斜后方排出，等价于机翼在往下吹风。
机翼表面气流运动模拟
当一架飞机起飞时，如果你能用肉眼看到空气的流动，你将看到惊人的一幕：
机翼后方正在向下喷出巨大的气流，而且几乎是垂直向下！这就是 「下洗流」。
如果在飞机跑道上放一座秤，理论上，它可以称出飞机的重量，只不过当它称出重量的时候，飞机早已不在秤的上空了。
所以当飞机起飞时，绝对不要站在飞机下方的跑道上，虽然那里看上去只是一片空地，但其实，重达几十吨的下洗流正在轰击地面。
虽然我们无法直接看见无色透明的空气，但空气中的云雾可以让我们间接看见气流。
下图是一架塞斯纳私人飞机掠过云层，正下方产生的下洗流把厚厚的云层冲出了一道沟，眼见为实：
机翼一边前进，一边把沿途从上表面经过的空气拽下来往地面扔。这，就是飞机升力的来源。
与大多数人的直觉相反，飞机并不是被刮过机翼底面的风托起来的，而是被顶面的风「吸」起来的。
这就是为什么，引擎、油箱、战斗机的导弹架，全都挂在机翼下面，东西再多也不敢往机翼上面放，否则就会失去大部分升力。
轰 6K 挂载的弹药，注意机翼上方没有任何挂载
另一个反直觉的事实是：升力并非均匀分布在整个机翼上，而是前 1/4 的面积集中了一半的升力。
因为大部分的升力，都集中在气流弯折的那个「拐点」上。
明明一块门板就能上天，还偏偏要把机翼设计成前凸后平的奇怪形状，就是为了增大这个拐点。
上表面的气流贴着机翼向斜下方流动，只有迎角较小的时候才有这种好事。如果角度增大到一定程度，你会发现，突然间，气流不听话了，径直向原来方向走去，机翼瞬间失去大部分升力！
因为气流贴着机翼走的目的，是为了填补机翼上方的空白。
迎角小的时候，上表面气流只要顺路稍微拐个弯，就能轻松完成任务。如果角度太大，气流发现自己根本来不及拐弯，它干脆不拐弯了，爱谁谁去，反正我不去。
那么这个坑谁来填呢？
没办法，虽然效率很低，但这活只能由机翼后方的气流来干了。前方被挤压的空气从机翼底部绕了一大圈，从后面填充到空档处：
这股气流和上表面气流的方向相反，形成了旋涡，所以……
这时，机翼后方会形成「涡流」，机翼上表面的空气是从后往前流动的。如果把机翼上贴满小纸条，从舷窗望去，一开始所有的小纸条都被风吹得向后飘。
但是当机翼迎角过大时，会出现一种诡异的现象：机翼后方的小纸条，竟然变成向前飘了！
这种现象就是「失速」的前兆。
「失速」不仅是飞机失去速度，而且是失去升力。我强烈建议，除非你是专业飞行员，否则千万不要出现在一架即将失速的飞机上，后果很严重。
为了尽可能避免发生失速，为了让气流拐弯拐得更舒服些，设计师把机翼头部做成一个圆滑的钝角，喜欢直来直去的上表面气流，才不会因为角度过于刁钻而转不过来弯来，一言不合就和机翼分手。
当你明白了机翼的原理，你会恍然大悟：
空气动力学其实无处不在，它就藏在你身边！
土豪的快乐
王总快乐的一天，从这颗小球开始：
你有没有想过，为什么高尔夫球上有这么多小坑？
做成光滑的圆球不香吗？不仅球的制造成本降低了，还能减少风阻，让球打得更远。
然而反常识的是，有坑的球比光滑的圆球打得更远！
其实，高尔夫球原本就是光滑圆球。后来有人无意中发现，磨损的球居然性能更好，这才想到在球上挖坑。
那么，为什么有坑的球比光滑的球反而飞得更远呢？
表面粗糙不平，不应该比正常的球受到空气阻力更大才对吗？
这就得有请空气动力学再次登场了。
一个光滑的小球在空中飞行，和机翼同理，气流同样会贴着球表面流动。但球面的弧度太大了，气流还没跑到球面的一半，就拐不过弯来了：
紧贴球表面的气流分离之后，在球的尾部，会形成一个布满旋涡的湍流区。用飞机的话说，这就叫「失速」了。
虽然我们并不关心球失去升力，反正这种完全对称还没有迎角的「球形机翼」也不可能产生升力，但打高尔夫球的土豪担心的是，球失去速度！
因为湍流区的气压比正常气压低，所以光滑的高尔夫球实际上是顶着气压差前进。
现在让我们换成有坑的高尔夫球。
每一个小坑就像马路不平一样，让气流颠簸起来，形成了无数小旋涡。但神奇的是，这些旋涡的能量更高，它们给原本过早分离的气流补充了动能，推迟了分离的位置。
所以，在球尾部的低压区更小了。
虽然这些坑增加了空气摩擦产生的阻力，但它们同时也减少了前后气压差产生的阻力。一正一负，算下来还是赚的，而且赚的还不少。
有人做过实验，光滑圆球一击之下飞出 65 米，而坑坑洼洼的高尔夫球能飞出 275 米！
在球上挖坑其实不是降低风阻的最佳方法，最好是把球做成水滴状的流线型，这样不仅尾部的湍流区更小，迎风面的阻力也更小——
当然，这种形状的高尔夫还怎么打，我可就管不着了。
虽然王总的高尔夫球没法做成流线型，不过王总的车库里，停满了流线型：
跑车做成流线型当然是为了减少风阻，但紧接着一个问题随之而来：
这个车身形状就是低配版机翼，它同样会产生升力！
汽车「飞」起来可不是什么好事。轮胎抓地力会减小，不仅速度上不去，而且会导致失控。
所以跑车尾部通常会装一块倒过来的机翼，以抵消流线型车身产生的升力，这就是「定风翼」。
F1 赛车不仅尾部装有定风翼，连前面都有定风翼。注意下图中赛车鼻子两侧的部位：
而贫寒如我，只能买得起这样的车：
虽然没有上面那些车开起来速度快，也不用担心飞上天，但我同样受到了空气动力学的困扰。
就像高尔夫球那样，车尾部的大块湍流区形成了巨大的负压风阻（也称为形状阻力），不仅让我本来就不怎么快的车速雪上加霜，关键是费油哪！
所以我在车上贴满了这样的小片片：
效果立竿见影。
它就像高尔夫球上的坑一样，通过主动产生小旋涡，来给层流提供能量，使得车尾的湍流区更小。
表面上这些小片片增加了一点点风阻，但它让车的形状阻力减少得更多。这就是「涡流发生器」。
汽车的形状阻力可能比你想象得大得多，约占所有空气阻力的 55%~65%，而空气摩擦阻力只占 5%~10%。
无论是油车还是电车，高速行驶下的空气阻力都会消耗巨大的能量。时速 120 公里以上，汽车为克服空气阻力所消耗的能量占总功率的 60%。
当然，流线型的车身可以大大减少空气阻力。但有些车偏偏不可能做成流线型，比如拖集装箱的大卡车。
所以在卡车上加装涡流发生器，已经成了老司机人尽皆知的省油攻略。
便宜又好用的小片片，汽车都用上了，飞机还会不用吗？在飞机的机翼、机尾、机身、发动机上，涡流发生器随处可见：
如果你平时喜欢 DIY 电脑的话，你不妨留意下，连散热风扇上都有涡流发生器。注意看扇叶边缘上的一道道凸起物：
风扇上用涡流发生器，是为了减少湍流产生的噪音。不过，只有在某些高端品牌上，才会看到这样的设计。
为了避免打广告之嫌，什么牌子我就不说了。可以给你个小提示：这个品牌的 logo，是一种飞起来最安静的鸟。
高尔夫和豪车的快乐，对王总来说，实在是太朴实无华且枯燥了。有时候，王总也会找点刺激，来场「一颗赛艇」的运动：
倒霉的是，今天，他碰上了逆风。
不过空气动力学告诉我们，哪怕是逆风，没有任何动力的帆船，依然有办法顶风航行！
只要把帆挂成这样的角度，它就像机翼一样会产生升力，只不过这个升力作用在船的侧面方向，指向图中右侧。
不过船并不会被拖向右侧，因为船体在水中受到巨大的阻力，阻力作用于船体指向图中左上角方向。这两股力产生的合力，正是船的前进方向。
当然，逆风行驶的帆船，速度远远比不上顺风，因为逆风仍然会造成和前进方向相反的阻力。但只要风帆的角度合适，产生的「升力」足够大，帆船就能成为顶风前进的「逆行者」。
空气管理大师
当人类为发现空气动力学的秘密而沾沾自喜之时，赫然发现，鸟类正笑而不语。
我们通常以为，鸟是靠拍打翅膀飞翔的，不过这并不是鸟类唯一的飞行方式。在高速飞行时，鸟会把翅膀固定成一个迎角，利用和机翼类似的原理产生升力。
这时，鸟翅膀不动，也能「躺飞」。
滑翔中的燕鸥，注意它的翅膀迎角
有的鸟甚至会主动增大迎角引发失速，利用失速来实现快速降落。谁敢说鸟儿不懂空气动力学呢？
再比如，猫头鹰的飞行噪音远低于其它猛禽，那是因为它们的翅膀上装了涡流发生器，而且装了两道。
猫头鹰的翅膀前后两端，各有一层像梳子一样的凸起，气流经过时产生细小的涡流，让气流紧贴翅膀曲线运动，不容易分离产生湍流。
鸟类是当之无愧的「空气管理大师」，飞行的十八般武艺样样精通。当人类千辛万苦攀上空气动力学的山巅，却发现鸟类已经在这里等候多时了。
唯一的问题是，鸟类世世代代生活在山顶，已经不知道怎么下山，也不知道如何登上更高的山。
虽然鸟可以用固定翼飞机的姿势滑翔，但它不可能永远保持这个姿势飞行，因为生物无法进化出类似螺旋桨或喷气发动机的推进结构。生物也无法利用物质大规模剧烈燃烧的能量，只能通过缓慢水解蛋白质产生能量[3]。
1 亿 5 千万年的进化，让鸟类成为地球生物中最懂飞行的空气管理大师，也成为它们无法挣脱的局限。
乔布斯曾经举过一个著名的例子：
如果把地球上不同生物的运动效率（移动 1 公里消耗多少能量）做成排行榜，那么人类在这份榜单上排名倒数，TOP1 是秃鹫。但只要人骑上自行车，运动效率就变成了正数第一，把第二名秃鹫远远甩在身后。
飞机和电脑，都是人类的自行车。科技让人类超越了进化的局限，让人类登上一座又一座更高的山。
虽然鸟、翼龙和蝙蝠在亿万年前就学会了飞，但只有人类重新发明了飞行。
被现代科技加持的飞行，是空气动力学创造的奇迹。
如果我告诉你，我两条胳膊加起来只有 20 斤的力气，却能提溜着一袋 70 斤的大米健步如飞，你肯定以为我在吹牛。
但是飞机却可以。就拿最常见的民航客机波音 737 为例，它的两个引擎加起来只有 20 吨的推力，却能载着 70 吨的机身翱翔蓝天。
因为飞机的升力并非来源于推动空气产生的反作用力，而是来源于大气压！
别忘了，每平方米的大气压强超过 10 吨，只要机翼上下产生 1% 的压力差，几十吨重的飞机就能轻松腾空而起。即使明白个中奥妙，每当想到这一点，我仍然觉得不可思议。
不过，这种奇迹，只能在大气层内发生。
在接近真空的宇宙空间，任何使用空气动力学魔法的飞行方式，都将无用武之地。
如果要飞出地球，我们需要一种自带动力、可以在空中持续做功、而且不能借助空气的飞行机器。
不知为什么，写到这里，我的脑海里突然响起了一首歌：
昨晚她帮我收拾起飞前的行李
发射时间是上午九点
那时我会飞得很高
像风筝一样
我会想念地球，和我的爱妻
太空中很孤寂
在这无尽的飞行
注：
[1]根据统计，鸟类体重大致和翼展长度的平方成正比。此外还有现成的案例作为参考：世界上现存最大的鸟是安第斯秃鹫，翼展超过 3 米，体重 10 公斤；世界上存在过的最大的鸟是生活在 600 万年前的阿根廷巨鹰，翼展 7 米，体重超过 70 公斤。
[2]绝大部分鸟类的骨头是空心的，除了一种鸟：企鹅。中空的骨骼会产生浮力，为了方便潜水，企鹅进化出了实心的骨骼。
[3]准确地说，蛋白质水解后先变成氨基酸，氨基酸生成葡萄糖，葡萄糖通过有氧或无氧呼吸合成 ATP（三磷酸腺苷），这才是生物体能直接利用的能量货币。
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来自「盐知识」专栏《逃离地球表面：从地球大炮到火星探索》
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编辑于 2022-12-13 18:19・IP 属地上海