レオナルド ダヴィンチが開発したヘリコプターはなぜ飛ばないのでしょうか?
また、飛ぶための工夫をご存知でしたら回答よろしくお願いします。

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A 回答 (4件)

 まず最初にお断りしておきますが、開発とは装置を作り、それが期待通りに動く様に改良して実用化することです。


 レオナルド・ダ・ヴィンチはマンガをラクガキしただけで、開発どころか試作機の製作すら行っていません。超技術のマンガを書いただけで開発したことになるなら、現代ではワープ出来る宇宙船や合体変形無敵ロボットも既に開発済という事になりますね。

 さて御質問ですが、

>なぜ飛ばないのでしょうか?

 レオナルドは、木ネジを見てあのヘリを発想した、と伝えられています。
 木に下から木ネジをねじ込む姿を想像してみてください。木を大気に置き換えると、あの形状で『空気にねじ込まれて上昇する』と考えたのでしょう。
 レオナルドが物理学者・工学者、或いは発明家としてもいいですが、そういった分野の才能に対して甚だ夢想的(辛辣な言い方をすると『凡庸』或いは単に『無知』)なのは、大気と木のせん断応力が違うことに全く気付いていない、という点です。
 木ネジが木にクイ込んでいくのは、木が木ネジの重量を支えるに十分なせん断応力を持っているからで(木ネジをネジ込む事によって木側に生成されるメネジが『段』となって荷重を支えます。木ネジがどれほどの重量を支えられるか?は木側に出来たネジ山のせん断応力によります)、勿論大気にメスネジを切っても荷重など支えられません。

>また、飛ぶための工夫をご存知でしたら

 歴史上モノ好きというのはいるもので、レオナルドのスケッチをイチイチ実現しようとしたチャレンジが、今までに何度も行われました。そして現在では、『あの原理では浮上は不可能』と結論付けられています。(今日では流体力学を学んだばかりの学生でさえ、レオナルドのスケッチを一目見ただけで『浮くワケない』と全否定出来るでしょう。)
 『レオナルド式ヘリコプタ』を飛行させるための最も簡単な工夫は、まずあのホラ貝みたいな『飾り物』を取り外し、翼理論に基く羽根を取付けることです。(それは当然、今日の『ヘリコプタ』になります。)
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 模型を付録にしたものがあります。

オリジナルのスケッチに近いものと、飛行可能な羽根にしたものがついてきます。

学研「大人の科学マガジン」vol.12
http://otonanokagaku.net/magazine/vol12/index.html
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レオナルド・ダ・ヴィンチの頃は航空力学のようなものはありませんでした。


ダ・ヴィンチのヘリコプター、むしろ船のスクリューに似てますね。アイデアとしては正しいのですが、空気の特性などがまだわかっていなかった時代のものですから、このままでは飛ぶのは難しいでしょう。
非常に小さく作れば粘性が効いてくるから飛ぶかも?
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 ダヴィンチが開発したとおっしゃいますが


単にアイディアをスケッチに残しただけでしょう?
 実際に製作したが飛ばなかったという記録が残っているのでしょうか?

この回答への補足

間違っていました。
開発したのではなく、アイディアをスケッチしたものでした。
正しくは、ダヴィンチのアイディアを元にしたヘリコプターはなぜ飛ばないのかということです。

補足日時:2008/12/06 10:55
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Aベストアンサー

重心では無理です。
ブーメランの条件は
・安定して回転すること
  3軸の回転軸を考えた場合モーメントがもっとも大きいか小さい回転軸でないと回転が継続しません。
  竹とんぼだと足がないか短い、あるいは足が長くないと回転しません。
  中途半端な足だと跳びませんね。
 これで、足がないことが必須となります。また、「く」の字型や「λ」や「+」型である事が必須になります。

・垂直面で回転したときに、進行方向に向かって上側の揚力が高いこと
 これが回転軸を垂直に手前に回転させます。
・前方の揚力が高いこと。
 回転軸を上向きに変化させます。
 これが回転数が落ちていく回転体を下から支えることになります。

 結果的に、足無しの竹とんぼ---三枚羽根だろうが、4枚羽だろうが、回転軸を横にして十分な速度で前方に押し出せればよいと言う結論になります。
 揚力の差が出ない--フリスビーやエアロビータイプの回転体ではブーメランにはならないと言うことになります。
 ⇒381×236 - tjdmodels.com( http://www.google.co.jp/imgres?q=boomerang&start=359&um=1&hl=ja&sa=N&tbo=d&biw=1024&bih=590&tbm=isch&tbnid=dESkvpf75VGjUM:&imgrefurl=http://www.tjdmodels.com/boomerang-elan-kit-arf-sport-scheme-p-4102.html&docid=1x98Ojn5SeTaOM&imgurl=http://www.tjdmodels.com/images/products/boomerang-elan-kit-arf---sport-scheme-DNfu.gif&w=381&h=236&ei=KsUNUdTVIoPumAWYlIDYBQ&zoom=1&ved=1t:3588,r:69,s:300,i:211&iact=rc&dur=15&sig=101072956603847240876&page=28&tbnh=175&tbnw=273&ndsp=14&tx=9&ty=71 )

 ⇒ブーメランの物理学( http://ichiya.com/iruka/boomerang/physics/index.html )

重心では無理です。
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・安定して回転すること
  3軸の回転軸を考えた場合モーメントがもっとも大きいか小さい回転軸でないと回転が継続しません。
  竹とんぼだと足がないか短い、あるいは足が長くないと回転しません。
  中途半端な足だと跳びませんね。
 これで、足がないことが必須となります。また、「く」の字型や「λ」や「+」型である事が必須になります。

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Qヘリコプターについて

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どなたか、単純明快に教えて頂けませんか。

Aベストアンサー

メインローターの下部にある「スラッシュプレート」を前後左右に傾けることにより、メインローターのピッチが随時変更可能になり、ヘリコプターは任意の方向へ移動できます。
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スラッシュプレート全体を上下させることにより、揚力の調整も出来ます。

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Aベストアンサー

ヘリコプターのローターと飛行機の主翼には翼端ほど迎え角を少なくする、
「ねじり下げ(wash-out、機械的な方向からすれば後端を上げます)」が
付けられますが、この理由は全く異なっています。

ヘリコプターのローターにつける目的は主に揚力分布の平均化です。ローター
は回転しているため、空気との相対速度は半径距離に比例します。揚力は速度
の自乗に比例するのでこの分先端ほど大きくなります。もう一つは相対風との
有効迎え角は吹き降ろしと回転の接線速度で決まり、これが付け根と先端では
吹き降ろしの速度変化よりローター接線速度変化の方が大きいために先端ほど
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前提のものだと天地の区別をしないのでねじり下げの無いものが主流です。

これに対し、グライダーを含み飛行機では翼端失速防止のために付けます。
http://www.jal.com/ja/jiten/dict/p051.html#04-02
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%B1%E9%80%9F
数度程度であり、零戦やF-16にもついています。
http://www5d.biglobe.ne.jp/~cocoro/sub53.htm
http://www.weblio.jp/content/%E6%8D%BB%E3%82%8A%E4%B8%8B%E3%81%92
翼端失速の対策は一つではなく、翼端の翼型を変える、グライダーでは前進翼に
するといった方法もあるので必ずしも全部にねじり下げがついているとは限りません。


これは以前ラジコンのローターのねじり下げについて回答した分です。
http://oshiete.goo.ne.jp/qa/5683030.html

ヘリコプターのローターと飛行機の主翼には翼端ほど迎え角を少なくする、
「ねじり下げ(wash-out、機械的な方向からすれば後端を上げます)」が
付けられますが、この理由は全く異なっています。

ヘリコプターのローターにつける目的は主に揚力分布の平均化です。ローター
は回転しているため、空気との相対速度は半径距離に比例します。揚力は速度
の自乗に比例するのでこの分先端ほど大きくなります。もう一つは相対風との
有効迎え角は吹き降ろしと回転の接線速度で決まり、これが付け根と先端では
吹き降ろ...続きを読む

Q飛行機やヘリコプターについて

飛行機とヘリコプターについてお尋ねしたいことがあります。

飛行機は、前進する飛行機の翼にぶつかった空気の流れが複雑に変化することによって揚力が生まれて気体が宙に浮く
ヘリコプターは空気中を回転するローターが空気の流れの変化を生み、揚力が生じて気体が宙に浮く。

(1)大雑把ですが、この理解は正しいですか?
(2)正しいとすると、飛行機は大気がなければ飛ぶことができない?
(3)翼がないロケットは水平飛行ができない?
(4)飛行機が揚力を得るためには、前進し続ける必要がある?
(5)ヘリコプターはどうやって前へ進むのでしょうか?

Aベストアンサー

1)大雑把ですが、この理解は正しいですか?

>飛行機は、空気の流れが複雑に変化することによって揚力が生まれ・・
あまり、複雑に変化ではないです。
飛行機は、翼の上面の前の方に盛り上がりがあり、その後ろ側の広い翼面には気流が回り込みにくいので、翼面を押す気圧が下がり(空気が拡大されていると考えてもいいです)、翼の下面は普通の気圧ですから結果的に揚力を得ます。
(翼の揚力は、よくベルヌーイの定理で説明されますが、それは全く間違いです。ベルヌーイの定理は、水などの液体が、その非圧縮性のために、管の中を通る時に現れる特別な性質です。気体は、全くその圧縮・拡大性のため、全くその性質を示しません。気体では、基本にあるのは、圧縮拡大と気圧の関係のボイルシャルルの法則です。・・また、翼の周りは管流でもないです。)

>ヘリコプターは回転するローターが空気の流れの変化を生み、揚力が生じて・・
ヘリコプターの揚力は、飛行機とおなじ翼の断面構造による分もありますが、主な揚力の源はローター翼の取り付け角度によるものです。扇風機や風車などと同じです。

(2)正しいとすると、飛行機は大気がなければ飛ぶことができない?
できないです。端的には、飛行機は翼の下面の空気圧で支えられています。

(3)翼がないロケットは水平飛行ができない?
できないです。少なくとも翼の揚力がないです。

(4)飛行機が揚力を得るためには、前進し続ける必要がある?
必要があるます。前進しなかったら、上翼面の凸部後方の、揚力を発生する問題の翼面に、空気は普通に行き、普通の圧力で、揚力を失います。

(5)ヘリコプターはどうやって前へ進むのでしょうか?
ローター翼の取り付け角度のことを言いましたが、実はこの角度は可変です。
この角度の可変仕組みは、特殊なものです。
各ローター翼が、回転しながら、機体のある方向に(例えば機体の後ろに)行ったタイミングで、角度が大きくなるなどが出来、その側だけ揚力を大きく出来ます。
前へ進むには、こうして後ろの揚力を大きくします。機体は前傾し前へ進みます。)

1)大雑把ですが、この理解は正しいですか?

>飛行機は、空気の流れが複雑に変化することによって揚力が生まれ・・
あまり、複雑に変化ではないです。
飛行機は、翼の上面の前の方に盛り上がりがあり、その後ろ側の広い翼面には気流が回り込みにくいので、翼面を押す気圧が下がり(空気が拡大されていると考えてもいいです)、翼の下面は普通の気圧ですから結果的に揚力を得ます。
(翼の揚力は、よくベルヌーイの定理で説明されますが、それは全く間違いです。ベルヌーイの定理は、水などの液体が、その非...続きを読む


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