なぜ飛行機は飛ぶのか？

質問

小学生にも簡単に納得行くような説明方法等ありませんでしょうか？。
具体的な例など挙げて説明したりなんでも構いませんよろしくお願いします。

回答No.5

mazeran · ベストアンサー

相手が「小学生」であれば、以下のような経験的な例はどうでしょうか。

少し危険な実験なので、お勧めはしませんが・・・。
走っている自動車の窓を開けて手を出します。親指を進行方向に小指は後方にして、手のひらを水平にします。
このとき腕には上下の力はかからずに、空気の抵抗を受けて後方に押される感覚を受けます。
次にその手のひらを、親指側を少し上に上げ、小指側を少し下に下げるように傾けます。
そうすると、手のひらから腕にかけて、上に押し上げられるような力を感じることができると思います。これが「揚力」です。
飛行機はこの原理で飛んでいるわけです。
この手のひらが「翼」になるわけです。別にどんな形のものでも構いません。「板状」のものが流れの中にあって、手のひらのように傾けさえすれば、必ず上向きの力を空気から受けます。
同時に、後方へ押される力も感じることができると思いますが、この力に打ち勝つようにエンジンを使って前進しているわけです。

最近になって「ベルヌーイの定理」を使った説明は疑問視されるようになりました。厳密な実験を行なうと、翼の上下に分かれた空気は、決して後方で同時に合流しないのです。ベルヌーイの定理はあくまで「理想流体」のとき成り立つ理論であると、現代は考えられるようになったようです。
航空用語に「地上効果」と言うものがありますが、この現象を説明するのに、「飛行機はベルヌーイの定理の原理で飛んでいる。」としてしまうと、説明がつきません。
真相はこの定理のようになっているのかも知れませんが、飛行の効率を考えた場合に大変重要な要因になってくるのも確かですが、この定理にあまり拘りすぎると、「じゃあ、どうして宙返りしても飛んでるの？」と突然質問された場合、納得のいく説明ができなくなります。

上が膨らんでいようが、下が膨らんでいようが、空気の流れを下向きに変えるような「板」があれば、必ず反力で上向きの力が発生すると考えた方が納得できる説明がし易いと思います。

上の車の窓を開けるのは危険ですので、３０ｃｍ程度の物差しを持って振り回しても同じような感覚は得られると思います。
あと本でも下敷きでも何でもいいですので「板状」のものを、強い風が吹いているときに風に向かって水平にしてみたり、少し風下の方を下にしてみると、上向きの力を受けることができますのでやってみてください。

回答No.7

mauchi

嫌な事言います。
実は厳密には飛行機が空を飛ぶ仕組みは『分かってない』。
世界中の『誰も』科学的に説明が『出来ない』んです。
事実です。高所恐怖症の人や、飛行機嫌いの人には言えません。
ベルヌーイの法則とか渦理論とか理論はあるんです。
が、よーく考えるとどこかおかしいんです。説明しきれてないんです。

現在飛行機が飛んでいるのは、色々と実験した結果です。
どうやらこうすると飛ぶようだから、こうしよう。
といった感じで作られているだけです。

こんな事言うと、いやうちはしっかり計算してる。
とか言われそうですが、空気がどう流れるか、
どうやったら抵抗が減るかとかはしているのかもしれませんが、
大元の原理はやはり分からないんです。

そんな事を色々書いてる本があります。
「99.9％は仮説」竹内薫著・光文社新書
まあ読んでも、科学ってそんな物なのか。
なんて感想を持つ程度ですが、少し物の見方が変わるかな?

回答No.6

moby_dick

とりあえず、
不真面目回答多い。

http://q.hatena.ne.jp/1088495789

回答No.4

jupitan

翼の断面図

　　　　　　　速　　 低　　▼
風→　前　⊂□□□□＞　後　　
　　　　　　　遅↑ 高 ↑　　　　　
　　　　　　　　　揚力
（かなりアバウトな図で申し訳ありません。実際は各記号の間に隙間はなく、下面に比べ上面が緩やかに凸型に湾曲した構造になっています）

１．飛行機が動くと前方から風圧がかかります。
２．前方から来た風（空気）は翼にぶつかると上下に分かれます。
３．空気はやがて翼の後方で同時に合流します。
飛行機の翼は上部の方が距離が長く、下部の方が短い構造になっているので、同時に合流するためには上部の空気の速度は速く、下部の空気の速度は遅くなります。
４．すると、翼の上下で圧力差が生じてきます。すなわち、速度の遅い下部は圧力が高く、速度の速い上部は圧力が低くなります。
５．物体は圧力が高いところから低いところへ向かうので、ここで下から上への揚力（持ち上げる力）が生まれます。
６．こうして、飛行機は翼の構造をもって揚力を生み、また図の▼辺りの小さな翼で揚力の微調整をしつつ、飛行機自体の材質も極力軽いアルミ合金等（ジュラルミン）を使うことによって、推進力（プロペラ・エンジンやジェット・エンジンといった動力）で空を飛ぶことが出来るのです。

回答No.3

rimurokku

石油系の燃料を爆発的に燃やして後ろに吹き出す仕組みのジェットエンジンによって、飛行機が早い速度で前に進む力を出しています。
早く前に進むことにより空気の流れが翼に当たり、その空気の流れが翼の上の方で早く流れるような形状の影響で、上に押し上げられる浮力が出て飛行機を浮かせています。
（翼の切り口は上の方が丸くなってその表面は下の方より長さが長くなり、そこを流れる空気の速度は上側が速くなります。空気が早く流れると気圧が低くなり、上側より高く成った翼の下側の空気が、気圧の低い上側の空気を押す力が翼を持ち上げる力になります。竹とんぼの羽根の切り口の上面を丸くしているのと同じです）
スピードが速ければ速いほど翼に当る空気の流れも速くなり、浮き上がらせる力も大きくなるので、速い速度で走ることによってあの重たい機体を浮き上がらせることが出来ています。

ジェット機は大変な高速で飛ぶことが出来ますが、逆に低速では浮き上がることが出来ずに落ちてしまいます。
空気より軽いガスを詰め込んで機体を浮かしている飛行船などは、浮力を翼に求めていないので、低速で悠々と空を飛ぶことが出来ます。
つまり、飛行機は高速で飛べると言うより、高速を出さなければ飛べないと言うことになります。

当然、燃料を燃やす必要があるジェットエンジンは空気（酸素）が必要であり、さらに空気の流れを利用して浮力を得ている飛行機は、空気のない高い空の上までは飛ぶことが出来ません。
ご質問の”なぜ飛行機が飛ぶのか？”は、一言で言えば”空気が有るから”と成るのでしょうか。

回答No.2

mappy0213

重力より前に進む推進力が大きいからです
自転車やバイクでもこけずに進むのは横に傾く力より
前に進む力のほうが大きいからですね
翼の形なんですが上のほうが空気が早く流れるように作られています
そのため翼の上の空気が薄くなり浮力が発生します
それで昇力を得ます。

回答No.1

SU-CO

飛行機は「推進力」で飛んでいます。

「下に落ちる速度」よりも「早いスピード」で進んでいるから飛んでいられるのです。

翼は離陸のときの「浮力」をつけるため、着陸のときの「バランス」を保つために必要です。

ちなみに飛行機の「燃料」は翼の中に入っています。