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關於飛機飛行的原理，也就是飛機的升力是從哪裡來的這件事，
大部分書上都會提到根據"伯努利定律"，
由於氣流在機翼前段被分為上下兩個部分，上部的氣流速度快於下部，
因此上部的氣壓小於下部，上下表面的壓力差就提供了升力。

但是為什麼"上部的氣流速度快於下部"這一點，我一直沒太了解。
比如很多說法是，氣流在機翼前段被分割，最後在機翼尾部匯合，
但機翼上下表面形狀是不對稱的，下部平緩，上部隆起，
因此氣流沿機翼上表面運動的距離更長，自然流速更快，

但是這個說法是不正確的，因為很明顯，它無法解釋為何紙飛機或者倒飛的戰鬥機的現象。
NASA把這種說法叫做"Longer path" or "Equal transit" Theory，
並且在官方網站上的Incorrect theory #1 "Longer path" or "Equal transit" Theory一文中進行了解說。

另外還有一種不涉及"伯努利定律"的錯誤認識，內容為升力來源於空氣對機翼底部的反作用力，
這一點NASA也在Incorrect theory #2, "Skipping stone" theory里做了介紹。

那麼回到一開始的那個疑問，為什麼"上部的氣流速度快於下部"呢？
看到一個解釋，也就是飛機的升力涉及到庫塔-茹科夫斯基條件Kutta―Joukowsky's law和旋渦Vortex。

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在飛機從靜止狀態進入剛剛加速起跑的時候，機翼上下部的氣流的速度是一樣的，
導致下方氣流到達後緣點時上方氣流還沒到後緣，後駐點位於翼型上方某點，
下方氣流就必定要繞過尖後緣與上方氣流匯合。
上下部的氣流匯合以後流過機翼後部，但是可以看到氣流的擾亂。

由於流體粘性即康達效應，流體有離開本來的流動方向，隨凸出物體表面流動的傾向，
下方氣流繞過後緣時會形成一個低壓旋渦，
導致後緣存在很大的逆壓梯度。
隨即，這個旋渦就會被來流沖跑，這個渦就叫做起動渦。

機體繼續向前，但是剛才的起始渦流所產生的能量對機翼上部的氣流造成影響，
也就是產生了一個向後拉上部氣流的效果。

機體繼續向前，起動渦還停留在原地，機體和起動渦脫離。

根據亥姆霍茲漩渦守恆定律，對於理想不可壓縮流體在有勢力的作用下
翼型周圍也會存在一個與起動渦強度相等方向相反的渦，叫做環流，或是繞翼環量。
環流是從翼型下表面前緣流向上表面前緣的，
所以環流加上來流就導致後駐點最終後移到機翼後緣，從而滿足庫塔條件--
"在真實且可產生升力的機翼中，氣流總是在後緣處交匯，
否則在機翼後緣將會產生一個氣流速度為無窮大的點。
只有滿足該條件，機翼才可能產生升力。"

有了這個翼上的環流，就可以解釋為什麼上下速度不同的問題了。
上圖翼上這些渦流就是飛機能夠在空氣中飛行的原因！

但是在現實生活中，這個環流是用肉眼看不到的，也很難用測試設備把它記錄下來。
畢竟比起來流的速度，環流還是非常弱的。於是只好通過翼尖渦流，來證明其存在。
由於翼展是有限的，翼上的環流從翼尖處向後方流去，左側的以順時針，右側以逆時針方向旋轉，形成翼尖渦流。
NASA做的關於翼尖旋渦的實驗的視頻能夠在youtube上找到，

可以看到C5形成的翼尖渦流的強度非常之強。

另外一段NASA的翼尖渦流的解說。

更有意思的視頻是這個在風洞中的演示，可以看到機翼上氣流隨著仰角而變化，
上面提到的後駐點，大迎角時氣流紊亂造成升力下降等情況都能演示出來。

＃關於迎角過大時造成的氣流紊亂，在youtube上有一段很好的視頻可以用來參考，

通過在飛機機翼上貼的很多的小條，失速時的氣流變化非常的一目了然，翼根處的氣流先於外側失速也能看得很清楚。

關於起動渦，youtube上還有這麼一段模擬視頻可以參考。

由於起動渦和翼尖渦流還會在跑道上停留一段時間，對於後面將要起飛的飛機產生影響，
因此機場運營上都會控制前後兩架飛機起飛時間，留出大約2分鐘的空隔。

參考資料
https://www.grc.nasa.gov/WWW/k-12/airplane/wrong1.html
http://firstflight.open.ac.uk/pages/aerodynamics/how_planes_fly/vortex.php
http://jein.jp/jifs/scientific-topics/887-topic49.html
http://baike.baidu.com/view/3831899.htm
wikipedia:起動渦

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