以目前的技术水平能制造出圆盘状飞行物（UFO那样的）吗？| 新十万个为什么
继《加油！向未来》的“新十万个为什么”H5发布后，我们征集到了许多问题。有人的问题很接地气，有人的脑洞开到了外太空，还有的人把我们当成了“知心姐姐”......这些问题的背后，有科学解释吗？
感谢央视《加油！向未来》栏目与中科院物理所的深度合作。
1.夏天地面附近会有类似火焰一样的透明的跳动，为什么？（网友：沐风）
空气是透明的，没有办法直接吸收太阳光的能量——太阳光透过空气把地面加热——地面通过热传导，把紧挨着地面的空气加热——空气受热膨胀，体积增加密度变小——密度变小之后空气开始上浮，并与上方的冷空气不断碰撞——空气中形成了很多不同密度的交界面，这些交界面随着冷热空气的碰撞不断改变——不同密度的空气有不同的折射率，光线穿过不同密度的界面时，发生折射——于是你就看到了像火焰一样透明的跳动。
2.蜡烛的火焰在太阳光下为什么有影子？它本身不可以发光把影子照亮嘛？（网友：有道）
火焰在太阳光下的阴影主要是折射造成的。火焰及其附近区域的空气由于温度升高，折射率变小，相当于变成了一个凹透镜，将近似平行光的太阳光线偏折到火焰投影之外的区域去了，所以火焰的投影区域就会相对变暗。
至于蜡烛把影子照亮，当然会咯，不过其他区域也被照亮了，所以相对之下阴影还是阴影。
凹透镜的阴影其实是很容易见到的。近视镜就会在太阳光下留下阴影，而且在阴影周围还会出现一道亮边，是眼镜偏折的光和太阳光叠加的结果。太阳光下的放大镜也有影子，不过在影子中心会出现一个亮斑。
3.请问冬天湖中的水是从湖中央开始结冰还是湖边开始结冰？为什么？（网友：德健博）
湖水结冰是放热凝固的现象，当湖水温度降到0℃以下时就会结冰，那么何处的湖水先结冰取决于谁的降温速率较快。
我们知道水的比热容相比于陆地而言较大，那么当气温逐渐下降时，水降温比陆地要慢，所以与陆地相连的湖边的水会向陆地不断放热，相对而言其温度下降的更快，所以湖水是从湖边开始结冰的。
这里还有一个有意思的小问题可以考考读者：湖水为什么是从湖面开始结冰而不是湖底呢？小提示：这与水的另一物理性质“反常膨胀”有关~
4.请问以目前的技术水平有没有制造出圆盘状飞行物（UFO那样的）的可能？（网友：隔壁家的小辉辉）
飞碟进入大众视野是1940年代之后的事。而人类第一个会飞的碟子的历史肯定要比那更久一些。
1938年，美国加州青年弗莱德莫里森（Fred Morrison）就在家门口附近的海滩上以每个25美分的价格售卖金属蛋糕盘子供游客们扔来扔去玩耍了。那个时候一个蛋糕盘子在烹饪用品店里的价格是5美分。
后来，莫里森参了军，在二战中当了一名飞行员，打完仗回来继续卖盘子，他改用塑料，并且改进了空气动力学设计，申请了专利，并在1958年把“飞盘”的专利卖给了另一个美国人理查德·科奈尔（Richard Knerr）。
科奈尔是个营销天才，他让全球无数人和宠物狗的生活更有了一些乐趣。另外，他还是呼啦圈的始作俑者。
盘子飞起来跟飞机飞起来并没有太大原理上的不同，当上弯下平的剖面以一定的角度穿过气流就会产生升力。
至于为什么气流会乖乖流过剖面或者如何计算升力，这就不是三两句话甚至三四页公式可以说清楚的了。否则，也不会有那些真实的碟形飞行器出现了。
1942年，美国老牌航空企业沃特（Vought）向美国海军下一代建在战斗机招标投下了一“张”奇特的标书。之所以说是一张，因为沃特的设计是一张“飞饼”。
传统以及现在大部分的飞机设计是一个圆柱形的机身插上一对或者几对翅膀，而沃特的设计是用一个碟状的结构同时承担机身和机翼的功能。
Vought V-173
这样的好处是算起来机翼面积非常大，想来可以有非常灵活的操纵性能。以及在碟子前面巨大的螺旋桨吹拂下，它预计可以产生很大的升力，缩短起飞降落的距离，这对在狭窄的航母上起降飞机非常重要。
沃特先后研发生产了比例缩小的验证机V-173和全尺寸的原型机XF5U。试验的结果还不错，以不寻常的设计基本上达到或者超过了同时代传统构型飞机的指标，并且在低速性能上确实有所超越。
然而，倒霉的是，它的出现恰逢世界航空史上的一次重大革命时期，二战结束前后，喷气机出现并迅速取代了螺旋桨飞机。飞饼的使命就此终结。
F-86“佩刀”为二战后第一代喷气式战斗机
下一个失败设计飞碟的更彻底。
那就是加拿大阿芙罗公司（Avro Canada）的飞车计划。作为一个如今在军用航空领域已经被高度边缘化了的国家，加拿大在上世纪50年代的时候还是如流星般闪耀过那么一瞬的。
1952年，加州青年莫里森还在自己卖塑料盘子的时候，加拿大阿芙罗公司针对美国空军和陆军的战斗机和攻击机招标设计出了碟形飞行器。
这种飞行器的原理比飞盘或者沃特的飞饼都要更复杂一些，它中间有个洞，里面会放置一面巨大的风扇，风扇把气流甩出来，通过碟子四周的孔洞流出来，通过操纵这些孔洞的方向，理论上这个玩意儿可以垂直起降并达到几倍音速的速度。
这个原理来自于康德效应（Coandă effect），你很容易在生活中观察到康德效应，比如把一枚鸡蛋放在缓缓下泄的水龙头下面，会发现水流似乎被鸡蛋弯曲的表面给吸引过去了。
描述并命名这一效应的人是罗马尼亚科学家亨利·康德（Henri Coandă），东南欧从来都不缺神奇的科学人物。康德被罗马尼亚人认为是喷气式飞机的发明人。
罗马尼亚科学家亨利·康德
阿芙罗的飞车后来又放弃了几倍音速那种刺激的指标，转而务实了一点投标美国陆军的轻型垂直起降飞行器的招标，力图成为新时代的“飞行吉普”。
然而更现实的现实是加拿大阿芙罗在花光了美国陆军的投资之时，一共造了两架原型机，试飞数据如下：最大速度56km/h（设计指标482km/h），最大航程127km（设计指标1600km），最大飞行高度1m（设计指标3000m）。
阿芙罗飞车以1m的实用升限勉强让自己成为了一种“飞行”器，而它仰仗的康德效应在如今的生活中确实有又酷又常见的应用，那就是无叶风扇。
你看，转了一大圈，你在家也可以享受飞碟科技了呢。
编辑：Lixy
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