每一輛汽車，都有一顆飛翔的心。路邊常見的橫風警告牌，就是在提醒你有橫風，小心別把車開飛起來了。我們開車時，即使沒有橫風，車速一旦起來，都會感覺車有點“飄”。

你說我這車一噸多重，怎么還能被風給吹起來呢？

汽車想飛，還真不是嫉妒導致的胡思亂想。它趴在地上，看著另一種交通工具——飛機，一直都很郁悶，都是鋼鐵之軀，憑什么你能上天？

飛機能飛，靠的是它兩側的機翼。而你仔細看，再仔細看，有沒有發現汽車的輪廓，和機翼還真有點像？上表面向上凸起，下表面比較平順。這就導致汽車行駛時和飛機一樣，都有一個向上的力：升力。

關于升力產生的原因，我小時就聽到一種說法：空氣流過機翼上下表面，同時到達后側，上表面是彎的，空氣走的路程長，所以流速快，根據大名鼎鼎的伯努利定律：流體的機械能守恒，動能+重力勢能+壓力勢能=常數，推出流速大則壓強小，所以上下表面就會有壓差。于是，升力產生了。這個解釋通常被稱為“等時論”。

曾經認為這個解釋有多完美，如今長大了，才知道有多大的bug。問題就在于我們憑什么假定空氣流經上下表面后，同時到達尾部呢？ 實際上真的不是，吹風試驗已經證實，上表面的空氣會更快到達尾部。所以， “等時論”解釋升力是錯的。

吃驚地知道了這點，我以為自己小時候被騙了。但更深入了解后，我更吃驚地發現，盡管自1903年12月17日，萊特兄弟制造第一架飛機“飛行者1號”后，人類的航空業已發展了一百多年，但科學界至今還無法解釋清楚這升力產生的原因。

我搜集了各種資料大致總結了一下，目前在學術以及工程界，能找到多達12種理論來解釋升力的來源，下面說幾個主流的：

第一個，也是我們最熟悉的，就是1726年提出的，基于流體機械能守恒的伯努利定律，剛剛已經說明“等時論”是錯的，但并不是說伯努利原理是錯的，我看到有些文章、視頻會把“伯努利原理”和“等時論”混為一談，讓大家不小心會誤以為伯努利原理也是錯的。回到剛剛的吹風實驗，空氣沿上表面走的路程長，卻更先到達，則流速更快，上表面壓強更小，升力更大，看似仍用伯努利定律解釋還是沒有什么問題啊。但查閱了相關文章，包括我自己也淺算了一下，伯努利定律算得的壓差還不足以大于飛機的重量使其飛起來，所以這個升力的產生，至少不能完全用伯努利原理解釋。

第二個，大名鼎鼎的牛頓第三定律，作用力與反作用力。以機翼為例，大概的意思就是，在康達效應的附壁作用下，空氣流經機翼表面后改變了流動方向，被拋到了下面。這時，被下拋的空氣就會給機翼一個向上的反作用力，也就是升力。

第三個，庫塔-儒可夫斯基定理。認為升力和通過流體的速度、密度以及環量有關。

第四個，我們常見的升力公式： 1/2乘力系數乘面積乘空氣密度乘速度平方。這個公式，更像是經驗公式，不知其所以然。而且，升力系數具體是多少呢？不知道，只能針對特定形狀做試驗來測。

上面這幾個對升力的解釋，還都是比較主流的，但也都各有問題，NASA認為升力的產生包含幾個理論的綜合效應，但每個理論的影響占多少百分比呢？ NASA報告中也沒說。

那么在實際工程上用哪個理論來計算升力呢？其實都不用，主要靠實驗。有件事很有意思，根據著名航空網站萊特故事，1916年，愛因斯坦在伯努利定律的指導下，設計了一個機翼，覺得按照他對伯努利定律的理解，這機翼的性能應該不會差。但是加工出來做試驗一吹，稀碎。相比當時已有的99種翼型，它比其中97種都差，略顯尷尬。所以，升力問題的理論和工程應用，脫節有點嚴重，還是實驗出真知啊。

在如今的升力相關的設計中，普遍是首先使用計算機仿真，最終通過風洞試驗來確定。

不管是哪種理論或者實驗，汽車行駛過程中會產生升力這個事實是毋庸置疑的了。那車速到四五百的時候悄悄離地飛一下，應該也不過分吧？盡管警察叔叔不允許跑這么快，汽車也不可能飛起來，但這并不妨礙它有起飛的趨勢和飛翔的心。而且車速越快，這個趨勢越明顯。

一般而言，時速超過70公里之后，汽車的升力就開始明顯增大了。而且升力大小和速度理論上還是平方的關系。這意味著，車速翻個倍，升力就變成原來的四倍了。

升力大到一定程度，汽車輪胎對地面的壓力就會減小。壓力小，摩擦力必然也跟著減小，也就是我們常說的輪胎不抓地，汽車會發飄。

為了更直觀地讓你看一下汽車升力和車速的關系，我本來準備上路飆一下的。后來想了想，不能給交警增加工作量。而且我那破車，也不見得給我時速200公里的機會。對于這種成本比較高的試驗，我們還是用計算機仿真吧，安全方便又便宜。

我仿真過程的一萬八千秒，在這個視頻里就快進啦，我們直接上結果：當汽車的時速是70公里時，算出來整車的氣動升力是280N。這相當于汽車的質量減小了37公斤，好像還不算很夸張。

汽車時速增大到140公里時，算出來的升力是1500N，大約150公斤，相當于兩三個人的體重。這個升力正常情況下還沒什么問題，設計汽車時都考慮到了，但是如果遇到我們開始提到的橫風，就會比較刺激了。

那么怎么克服這個升力呢？你有沒有注意到路上有的汽車后面裝的那個結構，對，就是尾翼。關于尾翼，之前無意中看到一個相當權威的說法：“尾翼，通常被用來展現車主的財力，不過它還有更重要的作用，比如當餐桌啊，打廣告啊，裝到前面鏟雪啊。”雖然這些作用最重要，但咱們還是說說防升力的作用。我們前面提到的會產生升力的這種上凸下平的形狀，把它反過來裝在車尾，行駛時就會產生向下的力，來中和汽車本身產生的升力。有時為了增大向下的壓力，增大輪胎的抓地力，除了尾翼，在車頭還有前風翼。

比如F1賽車，把空氣動力學玩到了極致。極速行駛的F1賽車的空氣動力學套件可提供5倍于車重的下壓力，即使在天花板上也能愉快的飆車。

知道了這些，你也許會好奇了。為什么我的車沒有尾翼呢？很簡單，你的車太慢了。一般而言，汽車的時速超過120公里的時候，尾翼才會產生明顯的作用。你反思一下，你的車有多少時間是超過120的？如果經常超，那主動去警察叔叔承認錯誤吧。更何況，加了尾翼之后，汽車年檢也是個麻煩事。所以，我們在路上看到的汽車尾翼，主要還都是裝飾品，年輕人的玩具，看著比較炫酷而已。審車的時候還得拆下來。

關于會導致汽車“飄”起來的氣動升力，你了解了嗎？