胴体に垂直な回転軸を持った風車を回して飛ぶ飛行機

質問

形は通常の飛行機にこのような風車状の装置を付けて飛べるものはできるのでしょうか。昔あった外輪式の蒸気船のようなものです。

回答No.5

fxq11011 · ベストアンサー

参考
マグヌス効果は、空気の流れがあることが前提です。
従って、質問の様な場合、自身が前へ進むか、風（他のエネルギー）が必要です。
翼が無く、外輪だけの場合、推力はまず得られないので前進しません、無風状態ではマグヌス効果は現れませんので、揚力も得られません。
固定翼機は、まず推力を得て前進する事で翼に風を当て、流体力学で導かれる揚力を得ます。
回転翼機は、翼を動かして（回転）風を当てる事で揚力を得ます、揚力の向きを調整して重力との合力が前進の推力になります。
無風の状態で外輪を回転させると、空気との力関係は３６０°同じですね、どちらにも動く力は発生しません（回転軸に垂直の方向）。
風があると、マグヌス効果で揚力を得るのためには、外輪船とは回転の向きは反対に回す必要があります。
外輪船と同じ方向に回したら？、風を受ける板の形状を工夫することで、より小さな力で回転させる事が可能になる、程度の差は生じると思いますが（お椀４つの風速計が決まった方向に回る理由）、推力を得る所までは無理と思います。

お礼

詳しくご説明いただきありがとうございます。自分でも実験や勉強をしてみたいと思います。

回答No.4

stm003

マグヌス効果を揚力として利用した航空機のことでしょうか？
それでしたら幾つか動画がありますのでご紹介します。

まずは単純な揚力だけを紹介しているものです。
https://www.youtube.com/watch?v=SK0sheEpi58

次は実際にRCに利用しているものです。
動画の中でもおっしゃっていますが、翼自体はモーターを使って回転させているわけではありません。
https://www.youtube.com/watch?v=GAqLyyg2AHk

次は実際に翼をモーターで回転させて揚力を得ているRCです。
https://www.youtube.com/watch?v=acXvl-8xrBM

最後にWikiです。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%9E%E3%82%B0%E3%83%8C%E3%82%B9%E5%8A%B9%E6%9E%9C

お礼

私は、単純に水車のようなものを回して飛べるのかなと考えていたのですが、ずいぶん興味深いものがあることがわかりました。どうもありがとうございました。

回答No.3

ORUKA1951

私の知る限りでは
https://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=asJqvrikQSA

模型飛行機レベルの、小型のものでしたら両サイドに円筒形のドラムを取り付けて、前進させると飛びます。

　また翼を回転させるタイプだと特許もとられているようです。
平行回転翼を利用した流体機械( http://www.ekouhou.net/%E5%B9%B3%E8%A1%8C%E5%9B%9E%E8%BB%A2%E7%BF%BC%E3%82%92%E5%88%A9%E7%94%A8%E3%81%97%E3%81%9F%E6%B5%81%E4%BD%93%E6%A9%9F%E6%A2%B0/disp-A,2011-11614.html )

お礼

詳しくご教示いただき、ありがとうございます。勉強させていただきます。

回答No.2

fxq11011

つまり、推力をそれで得る、揚力は通常の飛行機と同じ翼ですね。
船の場合は水をかいて推力を得、返しは空気のため抵抗小で、十分推力得ららますね、それでも効率は小さい。
順風満帆、追い風の帆かけ舟より、横風受けて走るヨットのほうが効率が良いのと同じ。
飛行機の場合、外輪に例えると、下で推力、上は抵抗になります。
前方に進めば、その速度分外輪の下の回る速度が相対的に遅くなります、反対に上は相対的に早くなり抵抗が増加します。
これでは、推力はともかく野球のカーブと同じ理屈で揚力とは逆の力の発生は確実です。
ヘリコプターがオートローテーションにすると何故軟着陸可能か。
止めたままだと、空気がそこでわずかだが圧縮されます、つまり飛んできた空気の粒が直接羽に当たらず運動エネルギーが一旦静圧に変換されます。
静圧＝あらゆる方向に同じ圧力が働く、つまり１０のエネルギーの粒が直接ぶつかれば、飛んできた方向に１０の力が発生します、一旦静圧になると３６０°×３６０°分の一？しか元の方向への力になりません。
したがって羽の前に空気の圧縮層を作らないことが非常に重要になります。
外輪状のものを、いくら高速回転させても、圧縮空気の層を厚くするだけで、効率はほとんどあがりません、どころか回すエネルギーが回転数の二乗に比例して大きくなります。

お礼

原理的に無理なのですね。うまくやればホバリングができるのではないかと空想していました。水の上を走れる外輪船とは違うわけですね。ご教示ありがとうございました。

回答No.1

Cupper-2

懐かしいカテゴリの航空機ですねえ
オートジャイロと言います。

垂直軸と言えばヘリコプターが主流ですので、最近はスポーツ向けの機体しかみかけませんね。

基本的にオートジャイロはメインのローターに駆動装置を持っていないため垂直離着陸はできませんが、
機種によってはメインローターに駆動装置をつなぎ垂直離着陸が可能なものもあります。

お礼

私の書き方が悪かったのですが、外輪船の輪の方向に回して飛ぶという意味でした。オートジャイロは普通の飛行機の主翼の代わりにヘリコプターのローターを受動的にまわしてして揚力を得るものですね。