あおむけになって飛ぶ曲芸の飛行機はなぜ落ちないの?

画像
★科学★
問題:飛行機の翼の断面は、上部分に強い湾曲のある独特の形をしています。そのため、空気は上のほうが速く流れ、ヴェルヌーイの定理により揚力が生まれる。そのように学校では習ったような気がします。
●もしそうだとすると、曲芸の飛行機があおむけで水平飛行できるのはなぜでしょうか?
(答えはずっと下↓ スクロールして下さい)


























正解:翼の形による揚力よりも「迎え角」で生む揚力のほうが大きいから
説明:学校ではヴェルヌーイの定理を強調するあまり、飛行機が空を飛ぶホントの理由を教えていないのかもしれません。飛行機が空を飛ぶのは、「迎え角」と呼ばれる角度が翼についており、空気を下向きに押し出しているからだそうです。凧(たこ)も同じ力を利用しているらしい。正面から来た風を下向きに反射しているわけですね。
●たしかに飛行機の翼をよく見ると、完全な水平にはなっていません。水平から約4度傾いています。「翼弦(よくげん)の角度」と呼ばれるそうです。この角度で風を迎え、空気を下向きに押すことで揚力が生まれるらしい。フラップと呼ばれる可動翼片も離陸のときは迎え角をつくり出すそうです。これらはヴェルヌーイ氏の協力による揚力よりもずっと大きいようです。
●曲芸飛行の飛行機は、翼部分の空気の流れ、つまりヴェルヌーイの定理により、地面の方向に押されます。揚力の逆の力が働くようです。でもそれに抗して余りある力をパイロットの技術による「迎え角」が生むそうです。背面飛行の場合、水平飛行ではあっても飛行機自体の姿勢は機首が水平よりもあがっているらしい。可動翼片(フラップ)もギリギリまで地面方向にさげて(機体から見るとあげて)いるのかな。もし飛行機の胴体を水平にして背面飛行すると、ヴェルヌーイの力と迎え角の力のために地面方向の力ばかりが大きくなり、たちまち大地に接触するでしょう。
●なお、背面飛行中の飛行機はエンストの可能性があるらしい。オイル系統も燃料系統も普通の軽飛行機では重力によって供給されているとのこと。逆さに飛べば、これらの供給がたたれる可能性があるそうです。よい子のみなさんは、標準装備の軽飛行機で背面飛行を試みないように注意しましょう。
◆参考*1:書籍「また、つかぬことをうかがいますが…」文庫初版216頁、ニューサイエンティスト編集部編、早川書房
◇HP「slj」(口絵の参考にさせて頂きました)
http://www.hubuki.jp/cv_air/slj2k/slj2k.html

ぬけられます→科学雑学クイズ一覧

ブログ気持玉

クリックして気持ちを伝えよう!

ログインしてクリックすれば、自分のブログへのリンクが付きます。

→ログインへ

なるほど(納得、参考になった、ヘー)
驚いた
面白い
ナイス
ガッツ(がんばれ!)
かわいい

気持玉数 : 0

この記事へのコメント

この記事へのトラックバック