什麼是「風箏效應」，竟能助力飛機直上雲霄？

撰文/林漢京

本文節選自《知識就是力量》雜誌

在遼闊的渤海，中國海軍航空兵某部正在進行艦載機起降訓練。只見遼寧艦保持30節（約為55.6km/h）航速迎風疾駛，一架架戰機轟鳴。航母的前甲板不足200米長，重達20~30噸的殲-15戰鬥機要從航母前端滑躍式甲板上一躍而起，直上雲天！

中國航母遼寧艦進行艦載機起降訓練

這是怎麼做到的呢？實際上，這可離不開我們在春天最喜歡放的風箏！

風箏，古人稱之為「鳶（yuān）」。它有骨架、面布和平衡尾3個部分。骨架是用來保持輪廓和有效的受風面積，並支撐和固定面布的；面布是提供風箏的受風面，使風箏產生升力的作用部件，也可使風箏呈現多樣的畫面效果；平衡尾有配重、穩定的作用，也可保持風箏放飛時的姿態。

風箏的升空利用了「力的合成與分解」和「作用力與反作用力」（牛頓第三定律）兩項物理學原理。風箏飛起時，其迎風面與空氣會有個相對運動方向的迎角（α），風箏拉線會產生拉力（T）。根據牛頓第三定律，就會產生一個大小相等的反作用力（T反），且反作用力的方向與拉力的方向相反。風箏拉線與面布的交接點（A點）在垂直方向會受到空氣壓力（F壓）的分力（F升）、線拉力（T）的分力（T下）和風箏重力（G）共同作用。調整風箏的放飛迎角（α），使F升≥T下+G，風箏就可上升或在空中靜止；如若F升

風箏升空原理及受力分析（繪圖/林漢京）

遼寧艦飛行甲板的前端向上斜翹，使艦載機在加力起飛的最後階段機身向上與水準方向呈大約14o的迎角。此時的機翼與機身下表面相當於一個巨型的風箏。殲-15戰鬥機在滑跑起飛時可獲得較大的輔助升力。同時殲-15戰鬥機發動機產生的推力方向也因迎角向上傾起，艦載機實現短距滑跑快速起飛。

在軍用飛機各種戰術飛行動作中也能找到風箏效應的身影。飛行員依靠對迎角的準確掌握，完成各種複雜的特技動作，從而達成各種戰鬥任務。

此外，飛機升空主要依靠「伯努利效應」，但飛機在低速狀態時伯努利效應尚不明顯，因此風箏效應對飛機的起降輔助效果反而較強。20世紀40年代中期以前，飛機多以活塞發動機和螺旋槳為動力裝置，飛機航速較低，起飛速度較慢，因此多採用後三點式起落架布局，以使飛機有固定的迎角，在滑跑全程獲得風箏效應。而現代噴氣式飛機起飛速度快，無需再藉助風箏效應，為便於駕駛員觀察，避免著陸時發生「機頭倒立」等安全事故，多採用前三點式起落架布局。

低速飛機起落架布局為後三點式。

所以，小小的風箏也有大作用，下次放風箏的時候你不妨多觀察一下。

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