# 飛機為什麼能飛：「路程更長」的說法是錯的

> 常見的說法是：機翼上表面比較長，所以上面的空氣必須加速，才能在後緣和下面的空氣會合。可是沒有什麼讓它們會合：上面的空氣先到，平的機翼和倒飛的飛機也一樣有升力。一支 46 秒的科普影片說明真正發生了什麼：機翼把空氣往下轉。

- URL: https://oliverz.dev/zh-hant/videos/airplane-lift
- Author: Oliver Zhang (https://oliverz.dev)
- Language: zh-Hant
- Published: 2026-11-01
- Tags: science, physics, explainer
- Video: https://www.youtube.com/shorts/Pr5D0W0Ybgo

> **一句話總結：** 我們大多數人學到的說法是：機翼上表面比較長，所以上面的空氣必須更快，才能在後緣和下面的空氣會合。NASA 稱它是流傳最廣的錯誤升力解釋之一。其實沒有什麼讓兩股空氣會合：在風洞裡，上面的空氣遠比下面的空氣先到達後緣；平的紙飛機機翼和倒飛的飛機也一樣有升力。真正發生的是：機翼的形狀和傾角把空氣往下轉，空氣則把機翼往上推。從壓力的角度看，就是機翼上方壓力低、下方壓力高：同一個升力的兩種描述，所以白努利和牛頓都是對的。

## 我們大多數人學到的說法

NASA 格倫研究中心：「The theory described on this slide is one of the most widely circulated, incorrect explanations. The theory can be labeled the “Longer Path” theory, or the “Equal Transit Time” theory.」（這張投影片描述的理論，是流傳最廣的錯誤解釋之一。它可以稱為「路程更長」理論，或「等時通過」理論。）

它的內容是：「The air molecules (the little colored balls on the figure) have farther to travel over the top of the airfoil than along the bottom. In order to meet up at the trailing edge, the molecules going over the top of the wing must travel faster than the molecules moving under the wing.」（空氣分子（圖中的彩色小球）從翼型上方經過的路程比從下方經過的更遠。為了在後緣會合，從機翼上方經過的分子必須比從下方經過的分子跑得更快。）

而且它無所不在。劍橋大學的 Holger Babinsky 教授：「You find it taught in textbooks, explained on television and even described in aircraft manuals for pilots.」（你會發現教科書裡在教它，電視上在講它，連給飛行員的飛機手冊裡都這麼寫。）

## 沒有什麼讓它們會合

NASA 格倫：「This part of the theory attempts to provide us with a value for the velocity over the top of the airfoil based on the non-physical assumption that the molecules meet at the aft end.」（這部分理論試圖給出翼型上方的流速，依據的卻是分子在後端會合這個不符合物理的假設。）還有：「Two molecules near each other at the leading edge will not end up next to each other at the trailing edge」（在前緣彼此相鄰的兩個分子，到了後緣並不會仍然相鄰）。

## 在風洞裡，上面的空氣先到

劍橋大學，2012 年：「Babinsky filmed pulses of smoke flowing around an aerofoil … When the video is paused, it’s clear that the transit times above and below the wing are not equal: the air moves faster over the top surface and has already gone past the end of the wing by the time the flow below the aerofoil reaches the end of the lower surface.」（Babinsky 拍下了一股股煙流過翼型的畫面……把影片暫停就能清楚看到，機翼上下的通過時間並不相等：上表面的空氣流得更快，等到翼型下方的氣流到達下表面末端時，上面的空氣早已越過了機翼的末端。）

NASA 格倫也這麼說：「particles moving over the top arrive at the trailing edge before particles moving under the airfoil.」（從上方經過的粒子比從翼型下方經過的粒子先到達後緣。）

## 平的機翼和倒飛的飛機也有升力

NASA 格倫：「Think of a paper airplane. Its airfoil is a flat plate –> top and bottom exactly the same length and shape and yet they fly just fine.」（想想紙飛機。它的翼型是一塊平板，上下表面長度和形狀完全相同，可是它飛得好好的。）

還有：「This theory also does not explain how airplanes can fly upside-down which happens often at air shows and in air-to-air combat. The longer surface is then on the bottom!」（這個理論也解釋不了飛機為什麼能倒飛，而這在飛行表演和空戰中很常見。那時比較長的表面在下面！）

## 真正發生的是：機翼讓空氣轉向

NASA 格倫，〈What is Lift?〉：「Lift occurs when a moving flow of gas is turned by a solid object. The flow is turned in one direction, and the lift is generated in the opposite direction, according to Newton’s Third Law of action and reaction.」（當流動的氣體被固體改變方向時，就產生了升力。氣流被轉向一個方向，升力就在相反的方向產生，依據的是牛頓第三定律，也就是作用與反作用。）還有：「For an aircraft wing, both the upper and lower surfaces contribute to the flow turning.」（對飛機機翼來說，上下兩個表面都參與讓氣流轉向。）

讓氣流轉向的，是機翼的形狀和傾角。NASA 格倫：「The magnitude of the lift generated by the wing depends on the shape of the wing and how it moves through the air.」（機翼產生的升力大小，取決於機翼的形狀以及它在空氣中如何運動。）還有：「The angle between the chord line of the airfoil and the flight direction is called the angle of attack. Angle of attack has a large effect on the lift generated by a wing.」（翼型的弦線與飛行方向之間的夾角稱為攻角。攻角對機翼產生的升力影響很大。）

Babinsky：「What actually causes lift is introducing a shape into the airflow, which curves the streamlines」（真正產生升力的，是在氣流中放入一個形狀，讓流線彎曲）。

## 從壓力看，是同一個升力

Babinsky 把結果描述為「lower pressure on the upper surface and higher pressure on the lower surface」（上表面壓力較低，下表面壓力較高）。

那個說法講上面的空氣比較快，這一點沒錯；錯的是速度。NASA 格倫：「Experiment #1 shows us that the flow over the top of a lifting airfoil does travel faster than the flow beneath the airfoil. But the flow is much faster than the speed required to have the molecules meet up at the trailing edge.」（實驗 1 顯示，產生升力的翼型上方的氣流確實比下方的快。但它比讓分子在後緣會合所需的速度快得多。）還有：「The upper flow is faster and from Bernoulli’s equation the pressure is lower. … this part of the theory is correct.」（上方氣流比較快，由白努利方程式可知壓力比較低……這部分理論是對的。）

## 白努利和牛頓都對

NASA 格倫，〈Bernoulli and Newton〉：「From Newton’s third law of motion, a turning action of the flow will result in a re-action (aerodynamic force) on the object. So both “Bernoulli” and “Newton” are correct.」（根據牛頓第三運動定律，讓氣流轉向的作用會在物體上產生反作用（氣動力）。所以「白努利」和「牛頓」都是對的。）

還有：「Newton’s laws of motion are statements concerning the conservation of momentum. Bernoulli’s equation is derived by considering conservation of energy. So both of these equations are satisfied in the generation of lift; both are correct.」（牛頓運動定律講的是動量守恆，白努利方程式是從能量守恆推導出來的。所以產生升力時，這兩個方程式都成立；兩者都對。）

## 結論

1. 「路程更長」的說法是錯的：沒有什麼讓機翼上下的空氣重新會合，上面的空氣先到。
2. 升力來自讓空氣轉向：形狀和傾角把氣流往下轉，空氣就把機翼往上推。
3. 上方壓力低、下方壓力高，是從另一個角度看同一個升力：白努利和牛頓都對。所以平的機翼和倒飛的飛機也能飛。

## 來源

- NASA Glenn Research Center，Beginner's Guide to Aeronautics，[Equal Transit Theory Interactive](https://www1.grc.nasa.gov/beginners-guide-to-aeronautics/foilw1/)（錯誤的升力理論）
- NASA Glenn Research Center，[What is Lift?](https://www1.grc.nasa.gov/beginners-guide-to-aeronautics/what-is-lift/)
- NASA Glenn Research Center，[Bernoulli and Newton](https://www1.grc.nasa.gov/beginners-guide-to-aeronautics/bernoulli-and-newton/)
- NASA Glenn Research Center，[Effects of Inclination on Lift Interactive](https://www1.grc.nasa.gov/beginners-guide-to-aeronautics/incline/)
- 劍橋大學，[How wings really work](https://www.cam.ac.uk/research/news/how-wings-really-work)（Holger Babinsky 教授，工程系），2012 年 1 月 25 日

影片以程式碼製作動畫，腳本在 AI 協助下撰寫；上面每段引文都對照出處查證過。示意的部分：氣流（流線、煙團、壓力的明暗和箭頭）是用教科書中的理想流模型算出來的，不是測量的，所以呈現的是規律，不是真實機翼的數值；煙團是我們依照 Babinsky 風洞裡的煙畫的，不是他的影片；飛機都是通用的示意圖。影片為英文旁白。影片用 [Shotloop](https://oliverz.dev/zh-hant/products/shotloop) 製作：我做的免費 Mac 應用程式，用程式碼做科普短片，一個鏡頭一個鏡頭地修改。