0:00

5:02

How do airplanes actually fly? - Raymond Adkins

TED-Ed·5:02·Technology·B2

Chương · 4

Chương 1·Einstein’s Flawed Wing and the Equal Transit Myth

Hiển thị

Tiếng ViệtAuto-scroll

0:07

By 1917, Albert Einstein had explained the relationship between space and time.

Đến năm 1917, Albert Einstein đã giải thích được mối quan hệ giữa không gian và thời gian.

0:14

But, that year, he designed a flawed airplane wing.

Thế nhưng, chính trong năm đó, ông đã thiết kế một chiếc cánh máy bay bị lỗi.

0:18

His attempt was based on an incomplete theory of flight.

Nỗ lực của ông dựa trên một lý thuyết bay chưa hoàn chỉnh.

0:21

Indeed, insufficient and inaccurate explanations still circulate today.

Thực tế, những lời giải thích chưa đầy đủ và thiếu chính xác vẫn còn lan truyền cho đến ngày nay.

0:26

So, where did Einstein go wrong?

Vậy, Einstein đã sai ở chỗ nào?

0:29

And how do planes fly?

Và máy bay thực sự bay như thế nào?

0:32

Though we don’t always think of it this way, air is a fluid medium— it’s just less dense than liquids like water.

Dù chúng ta không thường nghĩ theo cách này, nhưng không khí thực chất là một môi trường chất lưu—nó chỉ kém đậm đặc hơn các chất lỏng như nước.

0:40

Things that are lighter than air are buoyant within it, while heavier objects require an upward force, called lift, to stay aloft.

Những vật nhẹ hơn không khí sẽ có sức nổi bên trong nó, trong khi các vật thể nặng hơn đòi hỏi một lực hướng lên, gọi là lực nâng, để có thể lơ lửng trên không.

0:48

For planes, this force is mostly generated by the wings.

Đối với máy bay, lực này chủ yếu được tạo ra bởi đôi cánh.

0:52

One especially pervasive false description of lift is the “Longer Path” or “Equal Transit Time” explanation.

Một lời giải thích sai lầm đặc biệt phổ biến về lực nâng là lý thuyết “Đường đi dài hơn” hay “Thời gian di chuyển bằng nhau”.

1:00

It states that air molecules traveling over the top of a curved wing cover a longer distance than those traveling underneath.

Lý thuyết này cho rằng các phân tử không khí di chuyển qua mặt trên của một cánh cong phải vượt qua quãng đường dài hơn so với các phân tử đi bên dưới.

1:07

For the air molecules above to reach the wing’s trailing edge in the same instance as those that split off and went below, air must travel faster above, creating a pocket of lower pressure that lifts the plane.

Để các phân tử không khí phía trên chạm đến mép sau của cánh cùng thời điểm với những phân tử đã tách ra đi bên dưới, không khí ở trên phải chuyển động nhanh hơn, tạo ra một vùng áp suất thấp hơn giúp nâng máy bay lên.

1:21

This explanation has been thoroughly debunked.

Lời giải thích này đã bị bác bỏ hoàn toàn.

1:25

Air molecules floating above and below the wing don't need to meet back up.

Các phân tử không khí trôi nổi phía trên và phía dưới cánh không nhất thiết phải gặp lại nhau.

1:30

In reality, the air traveling above reaches the wing’s trailing edge much faster than the air beneath.

Trên thực tế, luồng không khí di chuyển phía trên chạm đến mép sau của cánh nhanh hơn nhiều so với luồng khí bên dưới.

1:38

To get a sense of how lift is actually generated, let's simulate an airplane wing in motion.

Để hiểu được lực nâng thực sự được tạo ra như thế nào, chúng ta hãy mô phỏng một cánh máy bay đang chuyển động.

1:44

As it moves forward, the wing affects the movement of the air around it.

Khi tiến về phía trước, chiếc cánh tác động đến chuyển động của không khí xung quanh nó.

1:48

As air meets the wing’s solid surface, a thin layer sticks to the wing.

Khi không khí tiếp xúc với bề mặt rắn của cánh, một lớp mỏng sẽ dính chặt vào cánh.

1:53

This layer pulls the surrounding air with it.

Lớp này sẽ kéo theo luồng không khí xung quanh cùng chuyển động.

1:56

The air splits into pathways above and below the wing, following the wing’s contour.

Luồng không khí tách thành hai đường đi phía trên và phía dưới cánh, men theo đường viền của cánh.

2:02

As the air that’s routed above makes its way around the nose of the wing, it experiences centripetal acceleration, the force you also feel in a sharply turning car.

Khi luồng khí được dẫn lên phía trên lượn qua phần mũi cánh, nó chịu gia tốc hướng tâm, chính là lực mà bạn cũng cảm nhận được khi ngồi trong một chiếc ô tô vào cua gắt.

2:13

The air above therefore gathers more speed than the air traveling below.

Vì vậy, không khí phía trên đạt tốc độ lớn hơn so với luồng khí di chuyển bên dưới.

2:18

This increased speed is coupled with a decrease in pressure above the wing, which pulls even more air across the wing’s upper surface.

Tốc độ gia tăng này đi kèm với sự suy giảm áp suất phía trên cánh, giúp hút thêm nhiều không khí hơn nữa tràn qua bề mặt trên của cánh.

2:27

The air flowing across the lower surface, meanwhile, experiences less of a change in direction and speed.

Trong khi đó, luồng không khí chảy qua bề mặt bên dưới ít bị thay đổi về hướng và tốc độ hơn.

2:34

The pressure across the wing’s lower surface is thus higher than that above the upper surface.

Áp suất dọc theo bề mặt dưới của cánh do đó cao hơn so với áp suất ở bề mặt trên.

2:40

This pressure difference results in the upwards force of lift.

Sự chênh lệch áp suất này tạo ra lực nâng hướng lên trên.

2:45

The faster the plane travels, the greater the pressure difference, and the greater that force.

Máy bay di chuyển càng nhanh thì sự chênh lệch áp suất càng lớn, và lực nâng đó cũng càng mạnh hơn.

2:50

Once it overcomes the downward force of gravity, the plane takes off.

Một khi lực này thắng được trọng lực hướng xuống, chiếc máy bay sẽ cất cánh.

2:55

Air flows smoothly around curved wings.

Không khí lưu thông mượt mà xung quanh những chiếc cánh cong.

2:58

But a wing’s curvature is not the cause of lift.

Thế nhưng độ cong của cánh không phải là nguyên nhân tạo ra lực nâng.

3:01

In fact, a flat wing that’s tilted upwards can also create lift— as long as the air bends around it, contributing to and reinforcing the pressure difference.

Trên thực tế, một chiếc cánh phẳng được đặt nghiêng lên trên cũng có thể tạo ra lực nâng—miễn là không khí uốn lượn xung quanh nó, góp phần tạo nên và củng cố sự chênh lệch áp suất.

3:12

Meanwhile, having a wing that’s too curved or steeply angled can be disastrous: the airflow above may detach from the wing and become turbulent.

Trong khi đó, việc sở hữu một chiếc cánh quá cong hoặc nghiêng góc quá dốc có thể dẫn đến thảm họa: luồng khí phía trên có thể tách rời khỏi cánh và trở nên hỗn loạn.

3:22

This is probably what happened with Einstein’s wing design, nicknamed “the cat’s back.”

Đây có lẽ là điều đã xảy ra với thiết kế cánh của Einstein, vốn được đặt biệt danh là “lưng mèo”.

3:27

By increasing the wing’s curvature, Einstein thought it would generate more lift.

Bằng cách gia tăng độ cong của cánh, Einstein nghĩ rằng nó sẽ tạo ra nhiều lực nâng hơn.

3:33

But one test pilot reported that the plane wobbled like “a pregnant duck” in flight.

Nhưng một phi công thử nghiệm đã báo cáo rằng chiếc máy bay chao đảo như “một con vịt mang bầu” trong lúc bay.

3:39

Our explanation is still a simplified description of this nuanced, complex process.

Lời giải thích của chúng tôi vẫn chỉ là một mô tả đơn giản hóa về quá trình phức tạp và tinh tế này.

3:45

Other factors, like the air that’s flowing meters beyond the wing’s surface— being swept up, then down— as well as air vortices formed at the wing’s tips, all influence lift.

Những yếu tố khác, chẳng hạn như luồng khí chuyển động cách bề mặt cánh hàng mét—bị cuốn lên rồi ép xuống—cũng như các xoáy khí hình thành ở đầu cánh, đều tác động đến lực nâng.

3:56

And, while experts agree that the pressure difference generates lift, their explanations for how can vary.

Và mặc dù các chuyên gia đều đồng thuận rằng chênh lệch áp suất tạo ra lực nâng, nhưng cách họ giải thích cơ chế này lại có thể khác nhau.

4:02

Some might emphasize the air’s behavior at the wing’s surface, others the upward force created as the air is deflected downwards.

Một số người có thể nhấn mạnh vào hành vi của không khí ở bề mặt cánh, trong khi những người khác lại tập trung vào lực hướng lên được tạo ra khi không khí bị bẻ hướng xuống dưới.

4:11

However, there's no controversy when it comes to the math.

Tuy nhiên, không có sự tranh cãi nào khi nói về mặt toán học.

4:15

Engineers use a set of formulas called the Navier-Stokes equations to precisely model air’s flow around a wing and detail how lift is generated.

Các kỹ sư sử dụng một hệ phương trình gọi là các phương trình Navier-Stokes để mô hình hóa chính xác luồng không khí quanh cánh và mô tả chi tiết cách thức lực nâng được tạo ra.

4:25

More than a century after Einstein’s foray into aeronautics, lift retains its reputation as a confounding concept.

Hơn một thế kỷ sau lần thử sức của Einstein trong ngành hàng không, lực nâng vẫn giữ nguyên tiếng tăm là một khái niệm gây nhiều bối rối.

4:33

But when it feels like it’s all going to come crashing down, remember: it’s just the physics of fluid in motion.

Nhưng khi cảm thấy như mọi thứ sắp sụp đổ tan tành, hãy nhớ rằng: đó chỉ đơn giản là vật lý của chất lưu đang chuyển động.

4:43

This video was made possible with support from Marriott Hotels.

Video này được hoàn thành nhờ sự hỗ trợ từ Marriott Hotels.

4:46

With over 590 hotels and resorts across the globe, Marriott Hotels celebrates the curiosity that propels us to travel.

Với hơn 590 khách sạn và khu nghỉ dưỡng trên toàn cầu, Marriott Hotels tôn vinh trí tò mò thúc đẩy chúng ta lên đường khám phá.

4:54

Check out some of the exciting ways TED-Ed and Marriott are working together, and book your next journey at Marriott Hotels.

Hãy tìm hiểu một số phương thức hợp tác thú vị giữa TED-Ed và Marriott, đồng thời đặt chuyến hành trình tiếp theo của bạn tại Marriott Hotels.

Transcript

Hiển thị

Einstein’s Flawed Wing and the Equal Transit Myth

In 1917, Albert Einstein attempted to design an airplane wing based on an incomplete theory of flight, reflecting how pervasive misconceptions about aerodynamics have been. For an aircraft heavier than air to stay aloft, it requires an upward aerodynamic force known as lift, primarily produced by its wings. A common but false explanation, known as the Longer Path or Equal Transit Time theory, claims that air traveling over a curved top must move faster to meet air flowing underneath at the trailing edge simultaneously. This theory has been thoroughly debunked, as air molecules do not need to rejoin, and air over the top actually reaches the back much faster.

Năm 1917, Albert Einstein đã nỗ lực thiết kế một cánh máy bay dựa trên lý thuyết bay chưa hoàn chỉnh, phản ánh việc những quan niệm sai lầm về khí động lực học đã lan truyền phổ biến ra sao. Để một vật thể nặng hơn không khí có thể lơ lửng trên bầu trời, nó cần một lực khí động hướng lên gọi là lực nâng, vốn chủ yếu do đôi cánh tạo ra. Một lời giải thích phổ biến nhưng sai lầm, được gọi là lý thuyết đường đi dài hơn hay thời gian di chuyển bằng nhau, cho rằng không khí đi qua mặt trên cong phải di chuyển nhanh hơn để gặp luồng khí bên dưới tại mép sau cùng lúc. Lời giải thích này đã bị bác bỏ hoàn toàn, bởi các phân tử không khí không cần gặp lại nhau, và luồng khí phía trên thực tế đến mép sau nhanh hơn nhiều.

By 1917, Albert Einstein had explained the relationship between space and time.

Đến năm 1917, Albert Einstein đã giải thích được mối quan hệ giữa không gian và thời gian.

But, that year, he designed a flawed airplane wing.

Thế nhưng, chính trong năm đó, ông đã thiết kế một chiếc cánh máy bay bị lỗi.

His attempt was based on an incomplete theory of flight.

Nỗ lực của ông dựa trên một lý thuyết bay chưa hoàn chỉnh.

Indeed, insufficient and inaccurate explanations still circulate today.

Thực tế, những lời giải thích chưa đầy đủ và thiếu chính xác vẫn còn lan truyền cho đến ngày nay.

So, where did Einstein go wrong?

Vậy, Einstein đã sai ở chỗ nào?

And how do planes fly?

Và máy bay thực sự bay như thế nào?

Though we don’t always think of it this way, air is a fluid medium— it’s just less dense than liquids like water.

Dù chúng ta không thường nghĩ theo cách này, nhưng không khí thực chất là một môi trường chất lưu—nó chỉ kém đậm đặc hơn các chất lỏng như nước.

Things that are lighter than air are buoyant within it, while heavier objects require an upward force, called lift, to stay aloft.

For planes, this force is mostly generated by the wings.

Đối với máy bay, lực này chủ yếu được tạo ra bởi đôi cánh.

One especially pervasive false description of lift is the “Longer Path” or “Equal Transit Time” explanation.

Một lời giải thích sai lầm đặc biệt phổ biến về lực nâng là lý thuyết “Đường đi dài hơn” hay “Thời gian di chuyển bằng nhau”.

It states that air molecules traveling over the top of a curved wing cover a longer distance than those traveling underneath.

Lý thuyết này cho rằng các phân tử không khí di chuyển qua mặt trên của một cánh cong phải vượt qua quãng đường dài hơn so với các phân tử đi bên dưới.

This explanation has been thoroughly debunked.

Lời giải thích này đã bị bác bỏ hoàn toàn.

Air molecules floating above and below the wing don't need to meet back up.

Các phân tử không khí trôi nổi phía trên và phía dưới cánh không nhất thiết phải gặp lại nhau.

In reality, the air traveling above reaches the wing’s trailing edge much faster than the air beneath.

Trên thực tế, luồng không khí di chuyển phía trên chạm đến mép sau của cánh nhanh hơn nhiều so với luồng khí bên dưới.

1 / 4