飛機那麼重,為什麼還能飛?

琥珀
琥珀飛機那麼重,卻能在天空中飛翔,這是怎麼辦到的呢?
30秒看懂答案
琥珀答案就在於機翼會改變氣流方向,並因此得到向上的力。此外,飛機也需要持續向前推進。

飛機能夠飛行,是因為機翼改變氣流方向,並因反作用力得到向上的力(升力)。再加上引擎推力讓飛機持續前進,機翼周圍就會產生氣流。飛機是在升力、重量、推力、阻力這4種力的平衡下飛行。

天空背景下的飛機機翼尖端。
機翼會改變氣流方向,幫助產生升力。照片:U.S. Department of Agriculture / Public domain / 維基共享資源

4種力是什麼?

作用在飛機上的力大致可分為4種:向上的「升力」、被拉向地球中心的「重量」、讓飛機前進的「推力」,以及阻礙前進的「阻力」。NASA說明,飛行中的飛機會受到這4種力作用。升力和重量、推力和阻力的強弱與方向關係,會決定飛機的動態。

圖:飛行中的飛機所受的4種力
飛機升力(上)重量(下)推力阻力

機翼讓氣流轉向

升力大部分是在機翼上產生的。根據NASA,當氣流在固體表面改變方向時,就會產生升力。機翼會彎曲氣流,把空氣推向某個方向。機翼則因反作用力,受到反方向的力。這就是升力,作用方向與氣流方向成直角。機翼的上表面和下表面都有助於彎曲這股氣流。

琥珀
琥珀機翼的上表面和下表面都會幫助氣流轉向,這也是令人讚嘆的地方。

需要向前的速度

要獲得升力,機翼和空氣之間必須有相對運動。NASA說明:「沒有空氣就不會產生升力,沒有運動也不會產生升力。」飛機只是停著不動,機翼周圍就無法形成氣流。因此,飛機用引擎產生推力,克服阻力向前推進。正因為有向前的速度,機翼才能承受氣流,產生向上的力。

引擎與機翼的角色

引擎的工作並不是直接把飛機抬起來。NASA說明,引擎是為了克服阻力,真正把飛機抬起來的是機翼。例如,一架100萬磅的客機用4具引擎合計產生20萬磅推力時,抬起機身的主要力量仍是機翼。沒有引擎的滑翔機,只要靠外力開始移動,也能飛行。重量會隨著燃料消耗而改變,因此飛行員會在飛行時調整平衡。

想知道更多

  • 當這些力互相抵消、達到平衡時,飛機會以相同的速度持續飛行。若不平衡,就會朝較強的力量方向加速。
  • 推力的大小會因引擎的種類、數量以及油門設定等而改變。有些機體會因引擎的安裝方式不同,而改變推力的方向。
  • 太空梭在重返大氣層和著陸時,會像滑翔機一樣飛行。火箭引擎只在升上太空時使用。
琥珀
琥珀當你抬頭望向天空時,希望你能想起這4種力的平衡。

三選一小測驗

主要把飛機抬起來的是哪一種力?

看答案
  1. 引擎的推力
  2. 機翼產生的升力
  3. 阻力

機翼產生的升力 NASA說明,引擎主要是用來克服阻力,真正把飛機抬起來的是機翼。機翼改變氣流方向,因而產生升力。

參考資料

  1. Four Forces on an AirplaneNASA Glenn Research Center(英文)
  2. What is Lift?NASA Glenn Research Center(英文)
  3. Forces of FlightSmithsonian National Air and Space Museum(英文)

本文內容是在 2026-10-03 確認上列資料後撰寫的。隨著研究進展,說明也可能改變。照片的出處標示在各照片下方。