進行中の船の上空では,かもめは翼を使わずに飛ぶことができるらしいということを聞きました.何故だろうと考えていたら夜も眠れません.誰か教えていただけますか?
お願いします.

A 回答 (3件)

翼を使わず、と言うのは羽を閉じているのでしょうか、単に羽ばたきをしていないと


いうことなのでしょうか?

それにしても、羽ばたきはしていないというだけなら、、
進行中の船の海上の部分、特に船橋(ブリッジ)のような部分にあたった風が
左右だけでなく、上向きにも流れて、つまり上昇気流になって、その風に乗っている
と言うことでしょうか?


本当のところは、わかりませんが。。。
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 それは、「船の上ではカモメは物理の法則を超越する」というのであれば可能でしょうけど(笑)


 翼を使わずに宙に浮くのは基本的に不可能です。人間が手を使わずに物を持つのと同じで。

 あるいはホバリングという意味でなら、船の上では返って安定しませんよ。
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翼を使わずにというのは、羽ばたかずにということですか。


翼を広げて、気流をつかんで飛ぶのは、ホバリングですよね。
これだったら、船の上でなくてもできますね。
どういうことですかね。
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Q光の速さで進む光速船ができたらその船は飛んでるときどんなことになるのですか?

光の速さで飛ぶことができる宇宙船ができたとします。

今の物理学でわかっている段階では、どうなるのですか?
私の読んでいる本には質量が光速に近づくにつれ無限大になる、としか書かれていません。そうなると密度も無限大になり星みたいに破裂しちゃうのですか?でも、別の本にはビックバンのときにできた塊は光速で宇宙の端にむかって飛んでいるとかかいてあります。ということは、物体のままなんですよね?

ん~、よくわかりません。もしかしてタイムワープとかできちゃったりするのですか?

Aベストアンサー

簡単に説明しますね、
まず、光は一番早いものです。これに近づいた(同じではなくても)速さをもつ宇宙船にのったとすると、あなたの体重はどんどん増えます。質量が増えていくのです。また、あなたはどんどん縮んでしまいます。
 でもこれは船の外から観測したときの話しで、乗っているあなたは別に異常は感じないのです。船の外をあなたが見たときに、周りの風景が縮んで見えるのは感じられますが。
 E=mc2 エネルギーは質量×光速の二乗 有名なアインシュタインの方程式です。どんなに小さな質量でも、光速に近づけば近づくほど、ばく大なエネルギーを持つことになるというものです。
(原子爆弾がこれの応用ですね)
次に、宇宙の端とありますが、宇宙には端はありません。ニュートンの時代には、絶対座標という宇宙の中心があると考えられていましたが、中心とか端はないというように、今は考えられています。
(じゃ、ビックバンが起きた所が中心じゃないのか?と思うでしょうが)
最後にタイムワープと書いてありますが、光速に近い船の中は、時間の進み方が遅くなります。近光速で5年旅行して地球に戻ったら、地球上では50年過ぎていたということはありえます。これは、45年先にタイムスリップしたと考えられますし、地球にいた人から見れば、過去からタイムスリップして来た人とも考えられるのです。
以上、大雑把に説明しましたが、かえって混乱させてしまったら、ゴメンなさいね。
本屋さんに行くと、NEWTONという科学雑誌があります。いろいろな主題で、写真やイラストを多く使用して、意外とわかりやすくておもしろい雑誌です。
ご質問の内容なら、相対性理論のバックナンバーを見てもらえば、自分のへたな説明よりもっとすっきり理解できると思いますよ。(内容によりますが、1000~2000円くらいです。)宣伝じゃないよ。
以上 ご参考までに。

簡単に説明しますね、
まず、光は一番早いものです。これに近づいた(同じではなくても)速さをもつ宇宙船にのったとすると、あなたの体重はどんどん増えます。質量が増えていくのです。また、あなたはどんどん縮んでしまいます。
 でもこれは船の外から観測したときの話しで、乗っているあなたは別に異常は感じないのです。船の外をあなたが見たときに、周りの風景が縮んで見えるのは感じられますが。
 E=mc2 エネルギーは質量×光速の二乗 有名なアインシュタインの方程式です。どんなに小さな質量で...続きを読む

Qデルタ翼は尾翼がないが...

ここで適切かどうか不明ですが、質問します。

デルタ翼という、尾翼のない飛行機があります。
どうやって機首を上に向けたり、下に向けたり出来るのでしょうか。
尾翼があれば、可能なことは分かります。
ネットを見ても、説明がありませんでした。

Aベストアンサー

>滑走路が短い船の上で運用する艦載機に、デルタ翼機体が(私の知っている限り)無いのは、
>やはりデルタは上昇力が小さいと考えていいのでしょうか。旅客機にデルタが無いも、
>同様の理由でしょうか。

どちらも誤り。艦載機⇒ラファール(フランス)など。旅客機⇒コンコルド。

Q後退翼の翼端失速について

お世話になります。

後退翼は翼端から失速が起こりますが、
理由に工学の本には、
気流が翼端方向に流れ、翼端部の境界層が厚くなるため
翼端から失速すると書いてあります。
(他の理由、例えばテーパーとかはこの場合考えないとして)

境界層が厚くなるということは、
「層流境界層より乱流境界層の方が厚いため、」
翼端部が乱流境界層になると考えて、
より剥離しにくくなると思ってしまうのですが、
(ボルティックジェネレータとか...)

どこの理解に問題があるのでしょうか?
そもそもとんちんかんな質問なのかもしれませんが、
どなたかどうぞご教授下さい。

Aベストアンサー

皆の回答文が纏まっていないので、質問者様は混乱をきたしていることと思います。
ここで質問を整理しましょう。

>気流が翼端方向に流れ、翼端部の境界層が厚くなるため翼端から失速する
しかし、
>境界層が厚くなるということは、翼端部が乱流境界層になると考えて、より剥離しにくくなると思ってしまうのですが
ここで質問が途切れています。 続きを補足すると
 “したがって、「翼端から失速する」と矛盾する”
と考えてよいのですね? つまり、
 1.後退翼では気流が翼端方向に流れる
 2.翼端部の境界層が厚くなる
 3.翼端部が乱流境界層になる
 4.より剥離しにくくなる
 5.翼端から失速すると矛盾する
ですね。

個々に考えていきましょう。
1.後退翼では気流が翼端方向に流れる  これについては問題ないようです。
2.翼端部の境界層が厚くなる  これについても異論はないようです。
3.翼端部が乱流境界層になる
理由:>「層流境界層より乱流境界層の方が厚いため、」翼端部が乱流境界層になる

No.1さまの「境界層が厚くなる = 境界層遷移して乱流になる」あるいは「厚い境界層 = 必ず乱流境界層」ではない。
と言われているように境界層の厚みと境界層遷移または乱流境界層とは直接的に関係はありません。

境界層とは、簡単にいえば、流体に粘性があれば物体に接しているところの流速はゼロで物体から離れるに従って流速は増加していきついには自由流体の速さと一致します。(自由流速と呼ぶことにします)
物体に一番近い自由流速面から物体の表面までを境界層と呼びます。

流れに平行な平板上面での流れを見ますと境界層は物体の先端がゼロで流れの後ろに行く程厚くなります。
自由流速(= 機速)が遅い場合は、流体同士の運動量の交換が少なく安定していますので、境界層内部の流れは厚みが極端に厚くならない限り(通常境界層の厚みは流れの方向に沿った物体の長さに関係します)規則正しさを保てます。 層流境界層です。

流速が増すにつれ、流体の慣性力が強くなり、粘性で物体表面にくっついた流体との流速差が大きくなり、やがて、境界層の中で渦を伴って境界層の厚さを増しながら物体表面付近の流れとの間で運動量の交換が盛んになり、乱流境界層への遷移が起き、剥離もし難くなってきます。 乱流境界層です。 

乱流境界層への遷移は、マッハ数(流体の相対速度と音速(絶対温度と気圧の平方根に比例して変化 = 求めやすい)との比:数値が単純なため(無次元数)ノットなどの速度単位の値を使用する代わりにマッハ数が使われます)と流れの方向に沿った物体の長さ(気流方向の翼弦長)と空気の動粘度(or動粘性係数)に依存します。 
この3っつの値を使った関数であるレイノズル数は層流境界層であるか乱流境界層であるかの判断にも使われます。

4.より剥離しにくくなる
乱流境界層の方が層流境界層より剥離し難いというのは、上の説明である程度はお分かりだと思います。

5.翼端から失速すると矛盾する
境界層剥離(層流境界層、乱流境界層の区別はありません)は、翼端であるなどの条件は入れないで考慮します。
一定流速中の有弦長の平板(翼)の迎え角を徐々に増していきますと、流体は慣性で自由流と同じ流れを維持しようとしますが、流体の粘性が流体を平板(翼)に吸いつけよう(剥離をしないよう)と働きます。 
やがて、境界層が厚くなるにつれ、自由流付近の境界層の一部が縦方向の渦となって、平板(翼)後縁付近で境界層の下に潜り込むような動きをし、ついには、平板(翼)後縁の境界層を剥離させ始めます。

更に、迎え角を増していくと、自由流と平板(翼)の方向との角度が大きくなり(慣性力>>粘性による吸着力)が剥離部分は平板(翼)前縁の方に進んでき、揚力を極端に減少させ、失速させます。
翼端では他の部分より元々境界層が厚いので、それだけでも一番先に境界層剥離 → 失速という図式を取るのは理解できることでしょう。

機速が遅い場合は、層流境界層剥離 → 失速、速い場合は、乱流境界層剥離 → 失速となります。
ジェット機の失速には、他に気流の部分的に発生する音速の衝撃波によるもの、高高度飛行による、空気密度低下によるもの等々があります。

>層流境界層であろうが乱流境界層であろうが境界層が厚くなるということは、それだけ上下面の圧力差が大きくなっているため失速しやすくなる。
「上下面の圧力差が大きくなっているため」… 違います。そんなこと言っていません。 

5.翼端から失速すると矛盾する
上記の通り、層流境界層、乱流境界層の生成過程、境界層剥離 → 失速への移行と境界層の厚さ、などを考慮し検討すれば、同一ケースで、ただ単に「翼端の境界層が厚い = 乱流境界層 ⇒ より剥離しにくくなる ⇒ 矛盾する」という考察過程のどこが間違っているのかは容易に判断できることだと思います。

>ところで揚力の発生原理は、後付の理由と言われるベルヌーイの定理
から翼上下面の静圧の圧力差で生まれるようですが
完全流体の場合ベルヌーイの定理でほとんど説明できますが、実際はもっと複雑で、完全に解明できた理論は存在していないようです。 翼循環理論、平板理論...。

>回答を読んでいくと、揚力は境界層の差から発生すると書かれていることに気づきました。
違います。 そんなことは書いていません。

その他は、字数の関係でかなりはしょってあります。 詳しくは、ご自分で...。

皆の回答文が纏まっていないので、質問者様は混乱をきたしていることと思います。
ここで質問を整理しましょう。

>気流が翼端方向に流れ、翼端部の境界層が厚くなるため翼端から失速する
しかし、
>境界層が厚くなるということは、翼端部が乱流境界層になると考えて、より剥離しにくくなると思ってしまうのですが
ここで質問が途切れています。 続きを補足すると
 “したがって、「翼端から失速する」と矛盾する”
と考えてよいのですね? つまり、
 1.後退翼では気流が翼端方向に流れる
 2.翼端...続きを読む

Q翼の理論、翼が受ける力について

今、流体力学を習っています。完全流体中における翼の理論についてよく分からない点があるので質問させていただきます。

完全流体中に薄い平板があり、その平板が一様流速Uに対して迎角αで置かれています。この平板が受ける力は流れ場の複素速度ポテンシャルとジュコーフスキー変換、ブラジウスの公式を用いると結果として、

Fx-iFy=-iρUΓexp(-iα)
ここでFxは平板の面に平行な力、Fyは平板の面に垂直な力、ρは流体の密度、Γは循環です。

となり、この力の合力を考えると大きさがρUΓ、向きが一様流に対して垂直になると教わりました。

以上のことから、
「完全流体中にある迎角αの平板は、流れと垂直方向に揚力を受ける」
ととらえて良いのでしょうか。流れ方向に抗力を受ける気がするのですが、抗力は生じないのですか。

回答よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

完全流体とはどのようなものかを考えてください

Qテーパー翼の翼端失速について。

テーパー翼の翼端失速について。

お世話になります。
参考楕円翼を参考にしながら(本を見ながら)、矩形翼やテーパー翼の失速特性を考えています。
翼型が同じでも、翼の平面形によって翼幅方向に誘導速度が違い(有効迎え角が違い)、局部揚力係数が違ってくるために、矩形翼では翼根から、テーパーでは翼端から、楕円翼では同時に失速に入るという結果は分かりました。(楕円翼の難しい w=Cl×V/πA という式を解読するには、理系出身ですがよく分かっていません)

 ところで、そもそも誘導速度の発生は、3次元翼の翼端渦によって起こるため、
翼端渦というのは、発生の中心部分、つまり翼端部分が一番強く、翼根方向にむかって渦の強さは小さくなり、その結果やはり翼端が一番、有効迎え角が小さく、局部揚力係数が小さくなって、矩形翼の
ように失速は翼根から起こるのではないのかなぁと悩んでおります。
翼端渦の発生中心部が一番強くというのは間違いでしょうか?
そのばあいテーパー翼はどのようになるのでしょう。
横軸翼幅、縦軸局部揚力係数のグラフでは、テーパーでは、翼の中心から翼端に向かってClが一度増加し、その後翼端に向かって減少する。というのは本で見ています。
そして、楕円翼では、翼端渦の強さは翼幅方向に同じなの?

もう、1週間ほど悩んでおります。
難しい式を理解しなければ、理解できないのかもしれませんが、
式はなるべく使わず理論を教えて頂けないでしょうか?

よろしくお願い致します。m(_ _)m

テーパー翼の翼端失速について。

お世話になります。
参考楕円翼を参考にしながら(本を見ながら)、矩形翼やテーパー翼の失速特性を考えています。
翼型が同じでも、翼の平面形によって翼幅方向に誘導速度が違い(有効迎え角が違い)、局部揚力係数が違ってくるために、矩形翼では翼根から、テーパーでは翼端から、楕円翼では同時に失速に入るという結果は分かりました。(楕円翼の難しい w=Cl×V/πA という式を解読するには、理系出身ですがよく分かっていません)

 ところで、そもそも誘導速度の発生は、3次...続きを読む

Aベストアンサー

問題とされてる箇所を整理してみましたが、順番を入れ替えています。また、用語的に
「>翼端渦の強さ」、という表現が少々引っ掛かるのですが、これは「翼端渦によって
生じた誘導速度」のこととします。

>楕円翼では、翼端渦の強さは翼幅方向に同じなの?
「楕円翼では誘導速度は翼幅方向で一定」です。このために局部揚力係数の翼幅方向
におけるグラフでは楕円翼は横一直線(つまりClが一定)に書かれている筈です。
誘導速度が同じであるために有効迎角が同じになるわけです。

>翼端渦の発生中心部が一番強くというのは間違いでしょうか?
「翼端渦の発生中心」はほぼ翼端なので翼端ほど誘導速度が速いことは合っていると
思います。それも翼端になると急激に速度が上がる分布図になります。矩形翼では
このために翼端ほど誘導速度による有効迎角の減少を生み、翼中央から失速します。

>そのばあいテーパー翼はどのようになるのでしょう。
参考楕円翼との翼弦長分布の違いとして本では説明されていると思いますが、テーパー比
が強く先細りになった平面形は、翼端部分では楕円翼に比べ有効迎角が大きくなるので
翼端から失速する傾向になります。この場合はご質問タイトルの「テーパー翼の翼端失速」
になります。しかし、テーパー比によっては必ずしも翼端からの失速になりません。
「>テーパーでは、翼の中心から翼端に向かってClが一度増加し、その後翼端に向か
って減少する。というのは本で見て」というのはテーパー比0.4(=1:2.5)前後位の例では
ないかと思います。この場合は翼端と翼根の間から失速するようになります。これはつまり
局部揚力係数が大きい部分から失速に入るということです。

実際には同一平面形でも翼幅方向に於ける翼型分布とかねじり下げ、上半角の付け方が
変われば失速特性は変わります。アスペクトレシオも揚力傾斜と大きく関わってきますの
で一概に平面形の分類でだけ決めつけることも出来ないのですが、概略はこうしたことに
なると思います。

問題とされてる箇所を整理してみましたが、順番を入れ替えています。また、用語的に
「>翼端渦の強さ」、という表現が少々引っ掛かるのですが、これは「翼端渦によって
生じた誘導速度」のこととします。

>楕円翼では、翼端渦の強さは翼幅方向に同じなの?
「楕円翼では誘導速度は翼幅方向で一定」です。このために局部揚力係数の翼幅方向
におけるグラフでは楕円翼は横一直線(つまりClが一定)に書かれている筈です。
誘導速度が同じであるために有効迎角が同じになるわけです。

>翼端渦の発生中心部が一...続きを読む


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