附壁

康达效应(Coanda Effect)亦称附壁作用或柯恩达效应。流体（水流或气流）离开本来的流动方向，改为随着凸出的物体表面流动的倾向。当流体与它流过的物体表面之间存在表面摩擦时，流体的流速会减慢。只要物体表面的曲率不是太大，依据流体力学中的伯努利原理，流速的减缓会导致流体被吸附在物体表面上流动。这种作用以罗马尼亚发明家亨利·康达的名字命名。

这种作用是以罗马尼 发明家 亨利·康达为名。亨利·康达发明的一架飞机?康达-1910）曾经因这种效应堕毁，之徕他便致力这方面的研究。

打开水龙头，放出小小的水流。把 汤匙的背放在流动的旁边。水流会被吠引，流到汤匙的背上。这是附壁作用叠文土里效应 (Venturi Effect)作用的结果。文土里效应令汤匙 水流之间的压力降低，把水流引向汤 之上。当水流附在汤匙上以后，附壁 用令水流一直在汤匙上的凸出表面流。　附壁效应

2和2.6两部份里讨论。(Weltner, 1990a; Raskin, 1994; Waltham, 1998; Ea 附壁效应

stlake, 2002)用了不同的方法来指出和纠正这些错误，当中有用流体力学来运算(Waltham, 1998)，亦有以电脑模拟运算结果来说明翼型(或称“空气动力面”，Airfoil)上下的压强差与飞行角度和速度的关系(NASA: FoilSim II)。但对于中学生来说，这些方法会比较艰深和抽象，以下我们会用现像论的方法来处理这些问题，当中会介绍一些简单的器材来说明产生升力的原因。柏努利定律在不可压缩和无黏滞性的流体中，沿着某一流线（streamline）(Duncan, 1992)P + ρ g h +ρ v2 / 2 = 恒量 (1) 当中 P 是流体静态压强，ρ是流体密度，g 是重力，h 是高度，v 是流体速率， ρv2/2是流体动态压强。假设以上条件适用于空气。当飞机飞行时，机翼穿越空气；经过机翼上下的气流的压强和速率会有差别，经过上面的气流压强较小，速率较快，此外ρ g h 的差别很小，我们可以将柏努利定律重写可成：ΔP = (vU2 – vL2 ) ρ /2 (2) 当中vU 是经过机翼上面的气流的速率，vL 是经过机翼下面的气流的速率，ΔP 是机翼上下的压强差。作用于机翼不同方向的压强，最后合成一个向上的力，这就是升力了。机翼在空气中划过的速率愈快，或是机翼的面积愈大时，所产生的升力就越大，而翼型的设计就是使流经上下的气流可产生更大的压强差别。

1、在空气动力学中的应用：附壁作用是大部分飞机机翼的主要运作原理。附壁作用的突然消报是飞机失速的主要原因。 部分飞机特别使用引挤吹出的气流来增加附壁作用，用以提 升力。 美国 波音 的YC-14 及前 苏联 的 安-72 都是把 喷射 发动机装在机翼上方的前面，配合襟 ，吹出的气流可以提高低速时机翼的堇力。 波音 的C-17运输机亦有透过附壁作用增加升力，但所产砟的升力较少。 直升机的“无尾螺旋”(NOTAR) 技术，亦是透过吹出空气在机尾引起頄壁作用，造成推力平衡旋翼的作用力。

2、康达效应排气管：在国际汽联禁止废气驱动扩散器之后，迈凯轮首先把康达效应排气设计运用到了F1赛车上，虽然排气管的管口按照规则指向上方，但是在康达效应的影响下，从排气管管口排出的引擎废气改变了路径，这些热气在沿着引导槽下降抵达底板后，最终流向了具有下压力制造能力的后制动通道、尾翼边缘以及扩散器区域，从而达到提升车尾下压力的作用。随后包括路特斯、法拉利及红牛等车队均使用了康达效应排气设计。

3、被动减阻系统：被动减阻系统PDR(Passive Drag Reduction) 设计的基础概念非常简单，通过干扰尾翼下表面气流的方式，来降低赛车在直线高速行驶时尾翼的下压力生成量，进而提高极速。在PDR未激活时，气流从设在引擎进气口两侧的一对入口进入后，沿着引擎盖下降，从机盖尾部的圆孔排出。但是一旦赛车在直道上高速行驶达到一定的速度之后，设在引擎盖内部的一个气流开关便会被激活，这时气流就会沿着垂直的管道上升，吹向尾翼的下表面。这将使得原本沿着尾翼下表面高速流动的气流发生剥离，形成涡轮，最终导致尾翼的下压力生成量降低，以达到减少行驶阻力、提高极速的目的。

4、鼻锥开孔：该设计的作用旨在减少单体壳对鼻锥下方的气流形成的阻挡，帮助加速来自前翼的气流流动，让气流拥有更大的能量，使其在流经侧箱导流板、可乐瓶区域和抵达扩散器的过程中，产生更高的下压力，同时也有利于防止鼻锥腹部的气流与车身发生剥离。^[1]

推进力(Thrust)是由飞机引擎产生的推进力；阻力(Drag)是指空气和飞机表面的相互作用而产生向后的力，简单地说，阻力主要是指空气的摩擦力，在正常飞行的情况下，小部份来自升力的水平分量；重力(Weight)是作用在飞机上的地心吸力；升力(Lift)是由飞机和空气的相对运动所产生偏向上方的力，在本文中，我们简单地假设它绝对垂直于水平。除这四种力外，还有当飞机需要改变方向时由机翼升降舵和尾翼方向舵所产生转向的力，和相对比较小的空气浮力。学生一般会容易明白为何会有推进力、阻力和重力，但对于如何产生升力往往感到疑惑。很多高中物理课本会以柏努利定律(Bernoulli’s Principle)来说明升力产生的原因，但是部份课文内容并不绝对正确，例如 Nolan (1993)、Culver (1993)、Griffin (2001) 和 Dobson & Grace (2002)，这些会在2.

附壁效应

2和2.6两部份里讨论。(Weltner, 1990a; Raskin, 1994; Waltham, 1998; Ea 附壁效应

stlake, 2002)用不同的方法来指出和纠正这些错误，其中有用流体力学来运算(Waltham, 1998)，也有以电脑模拟运算结果来说明翼型(或称“空气动力面”，Airfoil)上下压强差与飞行角度和速度的关系(NASA: FoilSim II)。可是对于中学生来说，这一些方法会比较艰深和抽象，以下用现像论的方法来处理这一些问题，当中会介绍些简单的器材来说明产生升力的原因。柏努利定律在不可压缩与无黏滞性的流体中，沿着某流线（streamline）(Duncan, 1992)P + ρ g h +ρ v2 / 2 = 恒量 (1) 当中P是流体静态压强，ρ 是流体密度，g是重力，h是高度，v是流体速率， ρv2/2 是流体动态压强。假设以上条件适用空气。当飞机飞行的时候，机翼穿越空气；经过机翼上下气流的压强与速率会有差别，经过上面的气流压强比较小，速率较快，此外 ρ g h 的差别很小，可以把柏努利定律重写可成：ΔP = (vU2 – vL2 ) ρ /2 (2) 当中 vU 是经过机翼上面的气流的速率，vL是经过机翼下面的气流的速率，ΔP是机翼上下的压强差。作用机翼不同方向的压强，最后合成一个向上力，这就是升力。机翼在 空气 中划过的速率愈快，或是机翼的 面积 愈大时，所产生的 升力就越大，而翼型设计就是使流经上下气流可产生更大的压强差别。

高中物理课本大都会用翼型来演示柏努利定律的应用，但是部份课文内容把上下气流速率的差别，说成是因为机翼上面的长度比下面的要长，上下气流为了要同时在机翼后面会合，上面气流的速率会较快（Nolan, 1993; Dobson & Grace, 2002）。这种解释的出现很可能和翼型的形状有关，部份课文甚至指翼型导致气流速率的差别就是产生升力的的原因，它们忽略了平直的机翼也能导致气流速率出现差别。这种说法亦不能解释一些飞机为何能倒飞，而纸飞机更是和翼型扯不上任何关系。以下我们会以简单的计算来证明“同时到达理论”的错误之处，然后在下一部份用一些简单的实验来说明产生升力主要原因。以波音747-400ER为例：最大载重，W ≈ 400,000 kg主翼面积，A ≈ 525 m2巡航速率（于10700米高空），v ≈ 910 km h-1 （约等于253 m s-1）假设波音747-400ER的机翼底部是平的，下面经过的气流相对速率会和巡航速率一样。VL = v ≈ 253 ms –1空气密度（于10700米高空）= 0.38 kg/m3用算式（2）来计算，得出vU = 323 m s-1。如果“同时到达理论”是正确的话，气流经过机翼上下表面的速率和机翼上下表面的长度成正比。机翼顶部的长度：机翼底部的长度 = 323：253 = 1.28：1很明显，机翼不可能有这样的长度比例。在以上计算里作了数项假设，当中最不能成立的就是“同时到达”这说法。风洞的实验结果或电脑的模拟运算都显示：机翼顶部的气流要比底部的气流快很多到达机翼后沿，而不是同时到达(Waltham, 1998; Eastlake, 2002)。此外，以机翼顶部的长度和底部长度计算气流速率的差别，会发现单靠这些因素根本不能产生足够升力令飞机升空(Raskin, 1994；Anderson & Eberhardt, 2001)。