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解明されているならちゃんとした数式で理論を作られているんでしょうか

教えて!goo グレード

A 回答 (10件)

飛行機が飛ぶ原理は、実は解明されいない・・・



そんなわけないでしょう。職人の勘で・・・という珍回答もありますが、現代の最先端科学の一つ、航空宇宙工学を支える基礎原理が、職人の勘であるはずがありません。流体力学、空気力学、構造力学などから、翼が揚力を得る物理原理にもとづいた設計・構築がなされています。

冒頭のセリフはいわゆる都市伝説です。記事はいろいろありますが、これなんかが面白いですね。一般的な間違った解説まで載っているので。

https://business.nikkei.com/atcl/seminar/19/0005 …

クッタの条件が、いつでも適当な構造になりたつ定理のように説明されることが間違いのもとでしょうか。そうではなくて、翼の周りに揚力を生む空気の流れを生むように、うまく翼を設計するというのが正しいのです。

このような都市伝説を生むもう一つの原因は、物理というのは自然の仕組みを、シンプルな原理で説明する、もっとも確からしい仮説・・・であるということです。

原理が解明しても、その原理が成り立つより詳細な根本原理がある。マクロの現象が解明しても、それを説明するミクロの仕組みがある・・・なぜを突き詰めてもキリがない。最後は、自然がそうなっているからとしか言えません。その時点で、もっとも確からしい仮説群を、理論と呼んで技術に応用するわけです。

例えば、ニュートン物理学は、相対性理論によって上書きされましたね。しかし、相対性理論が出る前のニュートン物理学が、は、勘とか経験則なわけでなく、基礎原理から体系立てられた理論です。そして今も、我々が対峙する通常速度の物理学においては、現役バリバリで利用されています。

それらを、ブルーバックス的に、おもしろおかしく言うと、

物理学においては、全ては仮説である・・・

というのです。しかしそれは、原理が解明されてないとは別次元の話です。
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解明とは何を意味するかによる。



理論的に計算出来るか? という点では解明されていると言える。

「こうなってこうなるから浮力が生まれる」
というような単純な原理の組み合わせでの説明は
出来てないので、そういう意味では解明出来ていない。

まあ、数式で書ける以上のことは解らないことは
ごまんと有ります。
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はい、すべて解明されています。


逆にもし、飛行機が飛ぶ力の一部でも未知のものであるならば、その未知を解明するだけでノーベル賞ものどころか世界のエネルギー問題さえ解決してしまうほどのものとなりますw オカルトで考えられるのはその程度ですらないわけです。

ベルヌーイの定理が若干分かりづらいのと、実際の飛行機が飛んでいるのはベルヌーイの定理だけではなく、扇風機の羽根が風を送るような古典力学の力と一緒になって浮力を発生させているわけですが、『ベルヌーイの定理だけで飛んでいるわけではない』という部分だけ聞いて、後は未知のものなのだと勝手に誤解したりすることが多いのですね。
特に背面飛行などを引き合いに出して、ベルヌーイの定理では飛べないからおかしい、などと良く言う人がいますね。ベルヌーイの定理”だけ”で飛んでいるわけではないからですw

流体力学は、そのあたりをまるっとまとめて計算するような学問なので(私は流体力学は良く知らないのですがw)、それで飛行機がどれくらいの浮力を得られるのかなどは全部計算できています。(有名な設計士の、どのような形状のものでも飛行機にしてみせる(だったかな?)というセリフも、あながち不可能ではないのです。)
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もちろんです。

流体方程式と呼ばれるもので、一個の式ではありません。理想的な場合以外は手計算では解けないので、実際には計算機を使って設計します。
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完全には解明されてなかったような気がします。


だからわかっている範囲で飛行機を設計しているはずで、そこにはまだ経験則みたいなものを数値化している部分もあるかもしれません。

飛行機って様々なデザインがありますよね? あれは、まだ理想のデザインを模索しているんじゃないでしょうか。
すべてが解明されているのなら理想的なデザインの飛行機というものができるはずですよね。
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飛行機が飛ぶ原理って全ては解明されてないんじゃなかったっけ?

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流体力学で学べます。


原理は比較的簡単です。
https://youski.hatenablog.com/entry/2019/02/08/1 …
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はい。

逆に、そのような理論があるからこそ、ちゃん飛行する飛行機の設計ができるのです。重力と抗力に対して、どのような推力(エンジン)と揚力(翼)を発生させれば飛ばせるのかを理論的に設計しています。
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鳥や虫に教えてもらって


数式、理論化してみたが
未だに説明がつかないこともある
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はい、その通りです。


離陸速度や巡航速度は、その計算に基づいた速度です。
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