なぜ飛行機は飛ぶのか

Question

検索してみたのですが、説明が難しすぎていまいちよく分かりませんでした。
どなたか、まったくの素人でも分かりやすいように教えていただけないでしょうか？

shirousa01 · Answer

飛行機は、気圧差を利用して、飛んでいます。
流体が移動しているときは、圧力が下がります。
高速で移動しているときほど低圧になるのです。
飛行機の翼の断面を見ると、山のような形をしています。
この状態で前から空気が来ると、上のほうが空気の流れが速くなり、気圧が下より下がります。
羽全体が上に吸い上げられるようにして飛んでいるわけです。
力は速度の二乗で強くなります。

Scull · Answer

正しくは「翼によって、前方から取り込んだ空気を下方に押し下げるから」揚力が発生して飛行できるという事になります。例え翼断面の上側をふくらませたとしても、空気を上方に押し上げると飛べません。

空気を下に押し下げる反作用(揚力)によって、飛行機は飛びます。

ymmasayan · Answer

今まで言われてきたのがNo.1さんの説。
しかし飛行機は背面飛行ができます。
上の理論だけでは説明がつきません。
学派が対立しているらしいですが・・・。

でも毎日飛行機は飛んでます。これまた不思議。

voussortez · Answer

紙を折って飛行機を作り、ゆったりと滑空させて観察するのは
どうでしょうか。

なまじ言葉で難しい事を読んで考えるよりも実験をされると
良いと思います。

さて、気が付いたでしょうか。
グライダーは滑空するのですよね。（そう滑空という言葉がある。）
なので、エンジンか人力でプロペラを回すと滑空距離が伸びますね。

ジェットエンジンにすれば日本からアメリカのニューヨークでも
行けますね。

空中を滑るように落ちて行くと解釈をすればどうでしょうか。
この時に翼の昇降舵や方向舵などで位置や角度を換えられて、
推進力を作る機械があれば長い距離を飛ぶ事が出来ると解釈すれば、
どうでしょうか。

一定の速度以上出せなければ地球の引力（重力）に引っ張られて、
地面に接地する訳ですからね。
翼に昇降舵や方向舵の機構が組み込まれていなければ、
紙飛行機と同じですからね。

それと飛行機のバランス（重心）の位置も大きく影響するでしょうね。

ame-sanc · Answer

＞まったくの素人でも分かりやすいように
というのであれば、

空気をつかんで後にほうりだしてる大きな力バージョンとでも言いましょうか・・。

N64 · Answer

「飛行機はなぜ落ちるのか」と言う本が本屋さんにあります。これを読むと、飛ぶのがいかに大変か、わかると思います。

moby_dick · Answer

要するに、空気が飛行機を持ち上げ支えるのです。

浮く仕組みは翼の形にあります。
その形のため空気が翼を持ち上げます。

先ず、飛行機が止まっているとき、翼の上面と下面の空気は同じ強さで押しています。
同じ強さなので何も起きません。

翼の上面は次の形をしています。

←（進む方向） ／＼＿＿＿＿

飛行機が高速で進むと、
示した盛り上がった所の後ろの、＼＿＿＿＿の所は空気が行きにくく、空気が薄くなって、空気がこの翼の上面を下に押す力が普通より弱くなります。

一方、翼の下面は普通の空気の力で上へ押されます。
それで、翼の下からの力が上からの力に勝って、翼を上へ揚げます。
この翼を揚げる力が、飛行機の重さを支え、上昇もさせます。

（なお、広くベルヌーイの定理の「速い流れは圧力が低い」で説明されていますが、それは全くナンセンスです。
ベルヌーイの定理は、管の中に拘束された、非圧縮性の液体が示す性質で関係ないです。
空気は全く圧縮性で論外です。）

rabbit_cat · Answer

簡単に言えば、翼（のとくに後縁）によって空気に渦（循環）が発生するために、ベルヌーイの定理によって揚力が発生します。
ベルヌーイの定理は、非圧縮流体の流線にそって（別に管内に拘束されている必要はありません）成り立つ式ですが、圧縮性流体でも「流れが速くなると圧力が下がる」は、当然成り立ちます。（圧縮性の流体では、圧力が下がると密度が下がる分だけ、この効果が非圧縮性流体よりもより顕著になります）

翼の形状を工夫すると（翼前縁を厚くする）、負の迎え角の場合でも渦ができて揚力が発生するようになります。そうなると背面飛行も可能になります。前縁を厚くすると抵抗が増えるので、その兼ね合いが必要ですが。

moby_dick · Answer

繰り返しになりますが、もう少し説明します。

ベルヌーイの定理は、非圧縮性の液体が管の中に拘束された場合などに示す性質です。
つまり、管が狭まったところで、非圧縮性のために液体は縮まないで、速く通り抜けようとします。
それで流速は速くなり、その流速のエネルギーが増えた分、圧力が下がります。

空気は圧縮性なので、空気の流れは、管の中に限らず一般に、収縮拡大によって圧力が変わります。
空気の振舞いはベルヌーイの定理ではないのです。
（仮に空気がベルヌーイの定理に似た振舞いをしても、安易にベルヌーイの定理とは言えません。
もし、空気が、何らかの状況で非圧縮性であったら、その場合はベルヌーイの定理で説明できる可能性はあります。）


具体的に示してみます。
(1)
仮に翼の上と左右が壁で囲まれていて、液体を流すと、
流速と液圧はベルヌーイの定理で図のようになります。
翼の上面で、盛り上がって狭くなっている部分で、流れは速く、低圧になります。
しかし、勿論、これは飛行機が飛んでいる状況ではありません。
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
　速　　速　　少速　　　　　　　　　・・（流速）
　低　　低　　少低　　　　　　　　　・・（液圧力）
　／＼＿＿＿＿
／　　　　　　　　＼＿＿＿＿＿＿


(2)
現実の空中を飛ぶ飛行機では、空気の収縮拡大の性質で、局所的気圧は次のようになります。
翼先の辺りは狭められた感じで、空気は圧縮され圧力は高くなる。
（なお、この空気の力は翼先端を下へ抑える働きをしていると考えます。）
盛り上がりの後ろは、急に広まった感じで、空気の体積拡大と、そこへの行きにくさで圧力は低くなります。
また、この低圧は翼の後方へ尾をひきます。
（なお、関係ないですが流速は、摩擦、滞りなどにより遅めと考えます。）

高　　　　低　　　　　　低　　　　　少低　　　・・・・（圧力）
　／＼＿＿＿＿
／　　　　　　　　＼＿＿＿＿＿＿



なお、関係が少しあるので、コメントします。
野球などで、回転するボールが曲がる理由も広く誤解されています。
ボールが曲がるのは、ベルヌーイの定理によるのではなく、
空気との相対速度の違いによる、空気の抗力（反作用の力）によります。

rabbit_cat · Answer

あんまり、しつこいのもどうかと思うのですが、ちょっと、みかねて。

ベルヌーイの定理は、非圧縮性流体の「流線」にそって成り立つ式です。流体が管内の拘束されているかどうかは関係ありません。
非圧縮性流体を対象にしている式ですが、ベルヌーイの定理という名前で引用されることが多い
「流速が上がると圧力が下がる」
という性質は圧縮性流体であってもなりたちます。この性質は、圧縮性流体では、非圧縮性流体よりも、むしろ大きくきいてきます。

もし、翼が壁に囲まれているとすると＃９さんの圧力・流速の図（上の図）とおりになるんでしょうが、実際の飛行機は壁には囲まれていませんから、この図はナンセンスです。

壁がないとすれば、圧縮性流体であろうと非圧縮性流体であろうと、＃９さんの下の図のような圧力分布になります。そうなる原因は、翼の途中が膨らんでいる影響というよりは、むしろ翼の後縁で発生する渦のためです。
それで、翼の上面の圧力が下がって、揚力が発生します。

なぜ飛行機は飛ぶのか

飛行機は、気圧差を利用して、飛んでいます。

正しくは「翼によって、前方から取り込んだ空気を下方に押し下げるから」揚力が発生して飛行できるという事になります。

今まで言われてきたのがNo.1さんの説。

紙を折って飛行機を作り、ゆったりと滑空させて観察するのは

＞まったくの素人でも分かりやすいように

「飛行機はなぜ落ちるのか」と言う本が本屋さんにあります。

要するに、空気が飛行機を持ち上げ支えるのです。

簡単に言えば、翼（のとくに後縁）によって空気に渦（循環）が発生するために、ベルヌーイの定理によって揚力が発生します。

繰り返しになりますが、もう少し説明します。

あんまり、しつこいのもどうかと思うのですが、ちょっと、みかねて。

似たような質問が見つかりました

関連するカテゴリからQ&Aを探す

デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング

マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング