飛行機は背面飛行でなぜ飛べる？

こんにちは。

タイトル通り単純な質問なのですが、よく言われる
ように飛行機の翼はその特殊な断面図からベルヌーイ
の定理により揚力が発生して上に持ち上げられる、、、
というような説明がなされています。

が、ここで疑問に感じたのは
「背面飛行で飛べるのはなぜ？」
ということです。翼の上面から上向きに揚力が
発生するのであれば、背面で飛べばどんどん下がって
いくはずなのに、アクロバットなどではそのまま
背面で飛び続けたりしています。

これは昇降蛇でコントロールしているのでしょうか？

どなたかご存知のかた教えていただけると
ありがたく思います。

No.4 ベストアンサー 回答者： ElectricGamo 回答日時： 2004/05/26 23:55

紙飛行機の翼にもちゃんと揚力は発生していますが…。

＞タイトル通り単純な質問なのですが、よく言われる
＞ように飛行機の翼はその特殊な断面図からベルヌーイ
＞の定理により揚力が発生して上に持ち上げられる、、、
＞というような説明がなされています。

よく言われる上の説明は揚力発生の理由の一部しか説明していません。一番肝心なところが抜けています。

翼に揚力が発生するのは粘性の影響により翼周りに循環と呼ばれる渦が出来るからです。その結果として翼の上面では流れが速くなり、下面では流れが遅くなります。そこにベルヌイの定理を用いれば圧力が計算できるので、その翼周りの積分値から揚力が求まるということです。

翼周りに循環が出来るかどうかが翼に揚力が発生するかどうかを決定しますが、それには翼の後縁が鋭くなっている必要があるので「翼はその特殊な断面図から」というのは説明として間違ってはいません。一方の翼の上面と下面の形状の違いなどは揚力の大小を決めることはあっても揚力発生の主因とはなりえません。

翼回りに循環が出来るかどうかは翼の形状の影響もありますが、基本的には流れに対する迎え角が正か負かで決まります。通常に飛行している場合には流れに対して正の迎え角があれば、紙飛行機のような平板翼でも循環が出来て揚力が出ます。

一方で背面飛行をしていても空気の流れに対して翼が負の迎え角を持っているならば翼の上面から下面に向かい揚力が出ますので、重力と釣り合って背面飛行が可能です。

この回答へのお礼

こんにちは。

つまりは翼の周りに循環が発生することによって
正の仰角であれば、上面の流れに沿って流れができ
そのプラス効果で空気の流れが普通より速くなる、、
と考えましたが、どうでしょうか？

皆様のヒントでじょじょになぞが解けてきました。

お礼日時：2004/05/27 21:50

No.5 回答者： tocoche 回答日時： 2004/05/27 17:34

アクロバット用の飛行機の翼の断面は上下対象になっています。

　それを航空力学の本にあるように、仰角を数度とると揚抗比が最大になります。　普通の飛行では機体が水平のとき揚抗比が最大になるように翼をつけているので、背面飛行で仰角をとるには機種が空の方を向かなくてはなりません。　推力が減って空気抵抗が増えるので、パワーに余裕が必要です。

この回答へのお礼

こんにちは。

アクロバット機の翼の断面がそんなふうに作られて
いたとは知りませんでした！理由を考えればそれが
最適なのでしょうが、なるほどな～と感心します。

情報ありがとうございました。

お礼日時：2004/05/27 21:51

No.3 回答者： hoo 回答日時： 2004/05/26 23:07

揚力が働いているので

背面飛行では昇降蛇を
下降操作をする事によって上がるし
上昇操作をすると逆に下がってきます
要するに普通に飛ぶ時の逆の操作で背面飛行が可能です
ただしどんな飛び方をしても燃料が送り続けることの
できる構造を持った飛行機のみです

翼の断面の形は揚力に関係します
ベルヌーイの定理で推進力が大きくなるにつれて揚力も大きくなり重力（機体の重量）より大きくなる事で浮き上がるのです
No1の方が上飛行機を例に出していますが
紙飛行機は手で投げ出した時の力で後は慣性の法則で
（勢い）飛んでいると言うより投げているだけです。

例えれば、ロケットの様にエンジンの力で持ち上げているのはこれに近いかも
これは質量（物体の重さ）以上のエネルギーが必要です

でも飛行機は少ない力で（エネルギー）揚力を利用して飛んでいるのです

この回答へのお礼

こんにちは。

やはりエレベーターの操作は関係しているのですね。
最近のジェット戦闘機だとコンピューターが自動で
操作しているのかな～と想像します。

情報ありがとうございました。

お礼日時：2004/05/27 21:46

No.2 回答者： tamatokuro 回答日時： 2004/05/26 22:26

ユニークなページを見付けました。

是非、ごらんあれ！

参考URL：http://www.sanwaprn.co.jp/taruta/paperplane/Bern …

この回答へのお礼

こんにちは。

興味深く読みました。
渦がポイント、粘性、これらのキーワードで
モヤモヤが取れてきたような気がします。

あの空気の流れと円の回転のイラストが
ポイントでした。

奥が深い～

情報ありがとうございました。

お礼日時：2004/05/27 21:45

No.1 回答者： noname#10086 回答日時： 2004/05/26 21:25

ベルヌーイの定理は特殊な断面図から揚力生まれる

というものではありません。
その説明が正しいなら紙飛行機は揚力が
発生しないので飛べません。
上面が膨らんでいて下面が平行っていうのは、
翼の前後が1メートル、時速200～300程度の
場合において適切な形というだけで、
旅客機なんて、むしろ下面の方が膨らんでます。
大きさ、速度によって翼の適切な形状は
異なります。

この回答へのお礼

こんにちは。

たしかに言われてみれば、紙飛行機なんて勢い？
で飛ばして風に乗ってるだけですよね。

となると揚力は？飛行機はエンジンの勢いと
翼＋補助翼のコントロールだけで飛び続けてる
ということになるのでしょうか？

お礼日時：2004/05/26 21:57