人気サイト様 最新記事

博士ちゃんねる ヘッドライン

レスの強調ウゼェー!というドクターへ

レス内の強調表示をOFFにする コチラをクリックして切り替えてください。設定は30日間Cookieに保存されます。
現在のステータス:強調有効

飛行機が飛ぶ原理って科学的に説明できんの? @ [物理学板]


飛行機が飛ぶ原理って科学的に説明できんの? @ [物理学板]
1: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/13(月) 01:46:32 ID:M33sX6sS
従来、飛行機が飛ぶ理由はベルヌーイの定理により説明されていましたが、最近、この説明方法が、否定されているようです
飛行機はなぜ飛ぶのか??「ベルヌーイの定理」説に挑む

飛行機が飛ぶ理由って、現代科学で説明できるのでしょうか?


参考
※★☆ベルヌーイの定理ぢゃ(ry 3☆★※(801-900)
3: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/13(月) 01:50:13
説明できないって聞いたことはあるが、実際どうなんでしょうね。

まぁ、大気中一定高度を保ちながら前進するために、鳥が羽ばたくごとくにエンジンを回転させているが、でも、そうして前進する強い力と、安定した気流に支えられて、諸外国へ行けるのかな?
7: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/13(月) 02:27:07
>>3
飛行機と鳥とを混同しちゃいかんよ。
4: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/13(月) 02:01:55 ID:M33sX6sS
>>3
従来のベルヌーイの定理の説明で説明できないことは本当みたいよ
管理人より:「飛行機がなぜ空を飛べるのか実はよくわかってない」というのは、よく言われる俗説ですが、Wikpediaの「飛行機」によると、
なお、一部には「飛行機がなぜ飛ぶかという原理は、科学的に解明されていない」とする風説があるが、これは誤りで、実際には100年以上も前に解明されている[6]。
と書いてありますんで、どうやら誤解のようですね。

で、ベルヌーイの定理で説明される「ベルヌーイ効果」ですが、Wikipediaの説明は1ミリも理解できない雰囲気なので、»1さんが挙げてる別のページから引用。
●「ベルヌーイの定理」とは何か
一般の方は「ベルヌーイの定理」など関心がないであろうが、飛行機にとっては、大変重要な定理である。
翼が空中を進むと、または、流れの中に翼があると、翼には揚力と呼ばれる上向きの力が作用する。巨大な飛行機が空に浮くことができるのは、機体の重量を支えることができる揚力が翼に発生するためである。
なぜ揚力が発生するか、という疑問に答えるのが「ベルヌーイの定理」である。

「ベルヌーイの定理」は、「流体の速度が増加すると圧力が下がる」と説明されている。翼は図1のように上に反っている。翼の上面の流れは下面の流れよりも速くなるから、上面の圧力は低くなる。この圧力の差によって翼は上に引き上げられる。これが揚力と説明されるのだが、どうもしっくりこないと思うのはアンダーソン氏だけではないはずである。

図 1 翼の上面の流れは加速され、上面の圧力が下がるので揚力が発生する。「ベルヌーイの定理」による揚力の説明である。
飛行機が飛ぶわけ———「ベルヌーイの定理」説をめぐる論争を解く (1)
サイト自体はもうありませんのでWayback Machineから発掘してきています。
6: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/13(月) 02:27:03
>>1
>飛行機が飛ぶ理由って、現代科学で説明できるのでしょうか?
できる
例えば、デビット・アンダーソンを読みたまえ
8: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/13(月) 02:39:35 ID:M33sX6sS
>>6
読んでも、納得できないんだけど

納得できたのなら、エッセンスのみを説明して
10: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/13(月) 08:06:10
翼で空気に下向きの運動量を与えた力積の反作用が、翼に作用する上向きの揚力。
アンダーソンは空気を下向きに曲げる理由を流体屋に馴染みのある「コアンダ効果」で説明しているが、流体屋の中にはコアンダ効果を全く別の意味でとらえてイチャモンをつけるのがいるから、要注意。

(以下アンダーソンからの抜粋)

コアンダ効果
本質的な質問は「翼は空気をどのようにして曲げるのか」というものではないだろうか。
空気や水のような流体が動いているところに、曲面を持った物体が接すると、流体はその表面に沿って流れようとする。この効果を実際に見るためには、ガラスコップを水平にして蛇口の下へ持っていき、細く流れ落ちる水にガラスコップの腹をほんのわずかばかり触れさせてみるとよい。まっすぐに流れ落ちていた水は、図7に示したようにガラスコップが存在することで、ガラスコップに巻き付くようにして流れ出す。流体がこのように曲面に沿って流れることを「コアンダ効果」と呼んでいる。
ニュートンの第1法則によれば、流体が曲げられているということは、流体に力が作用しているということがおわかりであろう。
ニュートンの第3 法則によれば、このときの流体は大きさが等しく逆向きの力をガラスコップに加えていなければならないということもおわかりであろう。
11: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/13(月) 08:07:34
(つづき。誤訳箇所修正済)

ではなぜ流体は曲面に沿って流れることになるのだろうか。答えは「粘性」である。
粘性は、流れに対する抵抗であり、また空気にある種の「くっつこうとする性質」を与えている。空気の粘性は大変小さいものであるが、空気の分子が物体の表面にくっつこうとするのには十分な大きさを持っている。
表面において、表面と最近接の空気分子とのあいだの相対速度はきっかりゼロになっている(自動車のホコリをホースの水で流し去れない理由もそのせいである)。
表面からほんのわずか離れたところになると流体は、ほんのわずかながらであるが速度を持つ。表面から距離が大きくなるにつれて、外界の流れの速度と同じになるまで流体の速度は徐々に大きくなっていく。
表面に近い流体はその速度を変えるので、剪断力(shear force)のため流体の流れは表面に向かって曲げられる。その曲がり方が強くなければ、流体は表面に沿って流れようとする。翼の上に部分的に層状に積み重なっているように見える翼のまわりの空気のかたまりのことを「境界層」と呼ばれており、たとえ大きな翼であってもその厚さは2.5cm よりは薄いものになっている。
管理人より:ダイソンの「羽根のない扇風機」というのがありますが、これもこのコアンダ効果を利用した商品だそうです。
12: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/13(月) 08:34:29
流体屋は普段、力といえば圧力のことしか考えてないから、本質的に引力である「粘性」も鬼門。
で、また、マヌケなイチャモンをつけてきたりするんだ。
13: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/13(月) 08:38:54 ID:M33sX6sS
【流体力学】
  翼まわりに渦度が存在 ← 粘性
  ↓
  翼上面の流速が速くなる=圧力減少(ベルヌーイの定理)
  ↓
  揚力


【アンダーソン】
  コアンダ効果により空気が下向きに曲げられる ← 粘性
  ↓
  作用反作用により揚力



どちらも、核心部分を説明できていないような希ガス
16: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/13(月) 09:49:34
>>11「粘性」とは分子間力、ファンデルワールス力のことを言っているのだが、完全弾性衝突する剛体球にも「粘性」あるから、マヌケな流体屋には、>>11が理解不能なんだ。
ファンデルワールス力 (Wikipedia)
ファンデルワールス力(ファンデルワールスりょく、英: Van der Waals force)は、電荷を持たない中性の原子、分子間などで主となって働く凝集力の総称。そのポテンシャルエネルギーは距離の6乗に反比例する。すなわち力の到達距離は短く且つ非常に弱い。この凝集力によって分子間に形成される結合を、ファンデルワールス結合(ファンデルワールスけつごう)と言う。
26: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/13(月) 22:58:34
「飛行機が飛ぶ理由は流体力学では説明できない」これは正しい
「飛行機が飛ぶ理由は現代科学では説明できない」これはバカ

飛行機が飛ぶ境界条件ならば飛びますが、飛ばない条件なら飛びません。その理由はわかりませんが、これが流体力学による説明です」なんだってさw
頭悪すぎる。
33: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/13(月) 23:50:02
まぁ、このスレはアンダーソンの10-11で終了だな
境界条件 (Wikipedia)
境界条件(きょうかいじょうけん、Boundary condition)とは、境界に課される条件のこと。特に数学・物理学の用語としてよく用いられる。この場合の境界とは定義されている領域の周囲の事を指し、領域内部に一般的な境界といわれるものがあってもその部分に与える条件を指すことは無い。
35: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/14(火) 00:05:04
>>13の疑問は「粘性」だろ。
それは>>16に書いてある。
36: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/14(火) 00:06:44 ID:8feTatcZ
粘性が発生する原理ではなく、粘性から下降流が発生する理由は?
37: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/14(火) 00:11:19
>>11
読めよ
39: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/14(火) 00:20:49 ID:8feTatcZ
>>37
読んでるよ

まあ。扇風機に団扇を斜めにを当てれば、風が曲がることぐらいはすぐにわかるんだけどさ
それを、コアンダ効果って言ってるだけで、それで説明したことになるんかいな?
40: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/14(火) 00:24:37
>>11は、そのコアンダ効果の説明なんだよ。
理解不能か?
42: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/14(火) 00:30:10 ID:8feTatcZ
>>40
言いたいことは理解できるが、流体力学の、発進渦による揚力の説明と同次元じゃん
43: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/14(火) 00:36:23
>流体力学の、発進渦による揚力の説明と同次元じゃん
全然わかってないじゃん。
流体力学で発進渦が生じる理由は説明できないし。

まぁ、物理を理解できないアホが「現代科学で揚力は説明できない」とかマヌケなことを妄想することは、よくわかったけどな。
44: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/14(火) 00:44:04
流体力学では、発進渦が生じる理由は説明できない。

普通の物理(アンダーソン)は、翼に沿ってダウンウォッシュが生じる理由を説明できる。

それだけのことだろ w
管理人より:「ダウンウォッシュ(吹き降ろし)」とは、飛行中の飛行機の翼の後ろの気流が下向きに発生すること、を意味する航空用語。
45: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/14(火) 00:44:12 ID:8feTatcZ
粘性→発進渦
粘性→コアンダ効果
って同じ次元じゃん



>まぁ、物理を理解できないアホが
>「現代科学で揚力は説明できない」とかマヌケなことを妄想する
>ことは、よくわかったけどな。
小学生でもわかること=「人を馬鹿と言う奴が、本当のバカ
議論が苦しくなったら罵倒を始めるって分かりやすすぎるぞ
46: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/14(火) 00:52:49
粘性→発進渦→流体力学では説明不能
粘性→コアンダ効果→アンダーソンは粘性で説明
全然、別次元だな


コイツには>>11が理解できないから、「同次元」、とかアホなことを叫びつづけてるだけ。
アホすぎ。
50: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/14(火) 01:08:23 ID:8feTatcZ
>>49

先に、
>>45
>粘性→発進渦
>粘性→コアンダ効果
>って同じ次元じゃん
に反論すれば
どうせ、反論できずに、バカを繰り返すだけだろ


あと、別に流体力学でも量子力学でも、説明できれば何でもいいんだよ
52: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/14(火) 01:10:32
しかし、>>11の何がわからんのだ?
57: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/14(火) 01:22:27 ID:8feTatcZ
>>56
>>11で、説明したことになるのか?ってこと

言いかえれば、
>粘性→発進渦
>粘性→コアンダ効果
>って同じ次元じゃん
ってこと
58: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/14(火) 01:31:48
>>57
見ている人には、>>11がコアンダ効果の説明、だってわかってるよ。
>>1には理解できないから説明になってない、ってのが、ユトリ脳であることもねw

だから
>粘性→発進渦→流体力学では説明不能
>粘性→コアンダ効果→アンダーソンは粘性で説明
>全然、別次元だな

ってこと

正直、>>11の何が難しいのか、わからんのだよ。
59: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/14(火) 01:34:31 ID:8feTatcZ
>>58
一度も、自分で説明をせずに、場等を繰り返しているのを見ていると、君が俺の疑問に答える能力がないことは分かるよ

もう、来なくていいから
51: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/14(火) 01:08:45
とゆーわけで、>>1の疑問
飛行機が飛ぶ理由って、現代科学で説明できるのでしょうか?
解決。説明できる。
10-11に示されている。

残る問題は、>>1の知的水準が低すぎて説明を理解できないことだけ。
60: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/14(火) 01:43:11
>>51
> 飛行機が飛ぶ理由って、現代科学で説明できるのでしょうか?
> は解決。説明できる。
> 10-11に示されている。
2ちゃんって本当に役に立つ事があるんだな

今までベルヌーイの定理による説明が全く納得できなかったんだ
アンダーソンのにもあるが、その説明通りなら背面飛行は全く不可能なはずだから、背面飛行が現実には可能だって事実を見ればベルヌーイ定理による説明は何か間違ってる筈だと思ってたからね


ところが、アンダーソンの揚力の原因の説明は、俺がずっと素朴に考えてた「揚力なんて所詮は空気流の運動量を下向きに変えるからじゃないのか?」ってのをちゃんと解説してくれてたんで実にスッキリした気分だ

誰か知らんがアンダーソンの資料を紹介してくれてマジで有難う
62: 昔の27 投稿日:2009/07/14(火) 01:57:09
>>60
そう。
揚力の話はもう何年も前にアンダーソンで解決してる
のに、スレが途絶えずに続くのは、ホントに不思議。
流体力学によるインチキな説明が巷に蔓延ってるのが原因なんだろうね。
背面飛行
管理人より:背面飛行はこのように上下逆向きに飛行する、曲芸みたいなやつですね。確かに、背面飛行は説明がつかない。
ただ、アクロバット飛行に特化した機体というのは、翼断面が上下対称の細長い涙型をしていて、上下どちらを向いても飛行しやすいようになってるんだそうです。ホォ!
ちなみに画像の戦闘機は形状から察するに「F-16 ファイティング・ファルコン」だと思います。
71: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/14(火) 13:59:11 ID:Ud3DZh41
まだ終わってないだろ。

デビット・アンダーソンの説で、高速失速を説明できるのか?
速度が上がりすぎると、気流が曲がらなくなるのか?
管理人より:まず「失速」という現象について。
翼に空気が当たる時の角度のことを「迎え角(Angle of Attack)」というのですが、この迎え角が大きくなるほど揚力は増していきます。また、スピードが増すことでも空気の量が増えるので揚力は増大します。
なので、パイロットは高度を一定に保ったまま速度を上げたければ、この迎え角を下げることで、揚力の増大を相殺する操作を行うわけですね。速度を落とす場合はその逆です。
で、速度を落として迎え角を一定以上上げた場合、翼の上曲面にそって流れていた空気が急速に剥がれて、揚力ががくっと減ってしまう現象がおき、飛行制御が困難になります。これが「失速」。
高速失速は、速度が例え高くても操縦桿を引き続け、迎え角を大きくすればやはり失速が発生することです。

以下のページを参考にしました。
Over G(オーバーG)攻略Wiki - 飛行の原理
72: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/14(火) 14:56:54
デビット・アンダーソンの「」と書いてしまうところが、悲しいマヌケな流体屋 w
アンダーソンのは普通の物理を使った説明であって、全く説明ができない流体力学の同時到着「」みたいなのとは違う。

>速度が上がりすぎると、気流が曲がらなくなるのか?
これも、>>11に答が書いてあるな。
管理人より:「同時到着説」というのは、翼の前面で上下に別れた気流が、翼の後方で同時に合体するという説。実際には翼上面の空気のほうが遥かに速く流れるため、現在では否定されています。
74: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/14(火) 23:42:30
>>72
流体力学派は「同時到着説」なんて言ってないだろ。
おまえ、さてはアンダーソン読んでないな。
Understanding Flightをちゃんと読め。

アンダーソンは「同時到着説」のこととは別に、ベルヌーイの定理では揚力の矛盾を説明できないことを述べている。


そもそもクッタジュコーフスキーがベルヌーイの定理を元に翼理論を組み立てた1900年代初等には、同時到着説はなかった。
それ以後、なぜか同時到着説がでてくるようになったが、それにも理由はある。どこにでも書いてある話だから、勉強しとけよ。
73: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/14(火) 16:56:36
超音速流体ではどうなるの?
75: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/15(水) 00:42:01
>>73
> 超音速流体ではどうなるの?
物理学とは違うが、飛行機に関しては超音速の方が空力の問題はずっと簡単になるというのを航空関係の本で読んだ覚えがある。
超音速で飛ぶだけならば翼型なんて無関係で、単なる板でも適切な迎え角で気流に当てれば揚力が発生する。

事実、映画『ライトスタッフ』の主題にもなった極超音速(確かM6以上)で飛ぶ X-15 ロケット機の場合、主翼も尾翼も断面は前縁が尖って後縁が平面の鋭角2等辺三角形だ。

ついでに言えば、航空自衛隊でも長く使っていたロッキード F-104 戦闘機は、M2の超音速を出す事を最優先したために、翼型は薄い凸レンズ(2つの円弧を交差させた形、つまり上面も下面も同じ曲率の円弧)型で、前縁はカミソリの様に尖ってたそうだ。
(だから地上では危険なので保護カバーを付けていたとの事)

F-104 の主翼の両面凸レンズの上下対称な翼型なんか、明らかにベルヌーイの定理では揚力の発生を説明できない翼型だな。
ロッキード F-104 スターファイター
管理人より:F-104 スターファイター。翼の前縁の厚さはなんと0.41mm。水平飛行で初めて音速の壁を超えた戦闘機だそうです。パイロットはチャック・イェーガー。
76: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/15(水) 01:01:53
「同時到着説」に対する>>74の愛着が、ヒシヒシと伝わってくるぞ w

何だか、迎角バカの悪寒>>75
77: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/15(水) 07:07:15 ID:By4Yj0gY
>>72
11に高速失速の説明なんてどこにもないだろ。
グライダーか、せいぜい零戦程度の速度までにしかあてはまらない話だ。


>>73
>>75
超音速だと多少迎え角を変えても、発生する揚力の大きさは変わらないんだよ。
揚力の大部分は主翼ではなくて、機首の裏側で発生している。
…つまり、サーフィンなんだよ。


圧力差は重要だよ。上下じゃなくて、前後のね。
82: 73 投稿日:2009/07/15(水) 11:35:18 ID:OKlv+awe
>>75>>77
そーゆーふーな結論ってことでいいんだね?
流体力学の教科書読んでたら、超音速流体のところから複素解析になっちゃってて、どーもひとつ絵画的(?)に良く解んなかったんだ。
とくにサーフィンの例は、それだけでなんかが氷解したよーな。

どうもありがとう。
78: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/15(水) 07:26:54
で、
グライダーか、せいぜい零戦程度の速度まで
の飛行機は何で飛ぶんだよ w
79: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/15(水) 07:43:37 ID:By4Yj0gY
>>78
紙飛行機は何で飛ぶんだ?
翼上面は気流をスムーズに流す形状などしてないぞ。
83: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/15(水) 14:01:55
同時到着するかどうかは別として、それが起こりやすいような形状の翼にしてやると、同時到着に近い流れ方になるだろうし、その場合はエネルギー保存則と等価なベルヌーイの定理と呼ばれている奴を参照すれば、翼の上の圧力が下がってることが帰結され、圧力の総和を応力として翼が受けるとすれば、揚力が発生しても不思議ではないし実際に飛行機は飛んでいる。

同時到着に近い流れ方にならなかった場合は、揚力が発生してなくても不思議じゃないし、実際に失速と呼ばれる揚力喪失現象も観測されてる。

この説明じゃNGかな?
84: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/15(水) 14:13:18
>>83
揚力が発生している時に、同時到着とは違う流れになることが示されているので、揚力と同時到着は無関係であるといえる。
その説明じゃNGだよ。
85: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/15(水) 14:17:15
むしろ同時到着すると揚力は発生しなくて、揚力が大きくなるほど到着にズレが出るんじゃないのか。
86: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/15(水) 15:20:46 ID:pWHKEMa9
>>85
同時到着しないのだから意味がない
88: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/15(水) 17:25:14 ID:QcygWLDj
普通の翼型なら上下どちらが遅れるの?
89: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/15(水) 17:31:15
>>85
つまり、同時到着してると翼上面の圧力は変わらないか大きくなるというわけですね。
つまりベルヌーイの法則はこの場合当てはまらない。
エネルギーが保存されない(エネルギーは確実に増える)ということになりますね。


このエネルギーに相当する仕事は何かということが問題になりますが、これはおそらく翼の為した抗力に対する仕事だということになりますね。
揚力が発生する場合は、圧力は減っているのでしょうが速度のほうはどうなっているのでしょうか?
減っているというのであれば、空気はエネルギーを失っていますので、翼が仕事をされたということになりますが、どうなんでしょうか?
90: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/15(水) 17:42:09
88-89
揚力が発生しているときは、上面の流れの方が先に翼後縁に到着している。その意味で、同時到着ではない。
もちろん、上面の方が先に到着する理由は、流体力学では説明できないことには、変わりはないけどな。
92: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/15(水) 18:26:15
>>90
要するに翼の上の空気の流れが早くなってるので、つまりその原因は翼の上の圧力低下だということで、ようするにベルヌーイの定理による説明を支持されてているわけですね
93: 92 投稿日:2009/07/15(水) 18:34:10
流体力学ではどうしても翼の上の空気の流れが速くなることが、説明出来ないというのであれば、逆の発想をしてみませんか?
翼の下のい空気の流れを遅くして圧力を高めているんだと。

(エンジンとか燃料タンクを付けると空気の流れがスムースにならないので、圧力は高まるでしょうし、フラップはまさにその目的で取り付けらていると考えられます

キャンパーは迎え角がついている場合でも、翼先端の流れを良くして圧力が高まらないようにしているとも考えられます。
翼型の断面図
管理人より:Wikipedia「翼型」より、「キャンパー」とは
翼弦と中心線の差。一般的にキャンバーといえば最大キャンバーのことをいう。
94: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/15(水) 20:01:00
>>93
まぁ、下側の圧力が上がっている事実があったとしても、上側の流れが速くなることは、流体力学で説明できない。
96: ご冗談でしょう?名無しさん 投稿日:2009/07/15(水) 21:21:02 ID:O3H+/1Hx
>>1
どんだけ古いネタ引っ張ってるんだよw
いい加減論破されたもの晒すな。

ちょっとライトなテーマが続いてたので、たまには専門的なテーマも…。VIPと大差ないネタばっかりやってると「博士ちゃんねる」の看板倒れになってしまう。
なんか最近コメントの数が増えて来て、ありがたいことです。すべて興味深く目を通しております。
この調子で増えていけば、スレの続きがコメ欄で議論されるような、管理人の理想とするサイトになるのはないか、なんて思ってますけれども。
コメ欄への返信は、あんまり出しゃばるのも良くないかなと思って、週2回程度・非全レスと限定してますが、まぁできるうちはやっていきますのでひとつヨロシクどうぞ。
いやーでもら抜き言葉の記事とか、ポンピングブレーキとか、あんなコメントつくと思わなかったんでちょっとビックリです。笑

さて。
管理人は理由はよくわかりませんが、流体力学と物理学の研究者は仲が悪いんだろうナァ…と思わせるスレ。
だいぶん削りましたけど、お互い煽りに終始してる感じでやや残念ですね。おもしろそうなテーマだと思ったんですが。

ベルヌーイの定理というのは、なんかよく出てきますけど、「流体の速度が増加すると圧力が下がる」という理屈は、因果関係が逆だったらなんか理解しやすいですけどね。つまり「圧力が下がるから速度が増す」といった具合の。だって速度が増したら、翼の前上面付近の圧力は上がりそうに思えてならんし…。(管理人は文系純粋培養です)

ハイ、まぁそういうことで飛行機が空を飛ぶ理屈というのは、»10-11で全部説明されている、ということになってるんだそうですが、管理人は物理の知識が乏しいので、»1さんと同じくよくわかんなかったです。
いや説明は分かるんですが、例えば翼の上面の流体の速度は(下面よりも)速くなる理由ってのがよくわからない。なんで速くなるんでしょう?
それに上下の速度差が揚力と関係してるんじゃなくて、»10-11を虚心に見る限り、翼の角度および形状にによって下向きに空気が曲げられるから→反作用で揚力が発生するんですよね?ね?

なんとかこう、管理人のように物理素人な方にも分かりやすくお伝えしたいな!と思いましたが、なかなか難しいですね。ウフフフ。

トップ絵は、アメリカの誇るステルス戦闘機、F-22 ラプター。他の最新鋭戦闘機に比べてずば抜けて高性能ということで、現在これに太刀打ちできる戦闘機は存在しないそうです。キルレ144:1みたいな。
ライト兄弟―大空への夢を実現した兄弟の物語
富塚 清
三樹書房
売り上げランキング: 233,693


元スレ:http://science6.2ch.net/test/read.cgi/sci/1247417192/

人気サイト様 最新記事

博士ちゃんねる ヘッドライン

    • ※1 : ドクター・ノオ・ネーム
    • 2014.11.12 21:25
    実はよくわかってないということを聞いたことがある
    • ※2 : ドクター・ノオ・ネーム
    • 2014.11.12 22:33
    飛行機のフラップを上下に動かして上昇下降する理由がなんとなくわかった気がする
    • ※3 : ドクター・ノオ・ネーム
    • 2014.11.12 22:58
    ”上下どちらを向いても飛行しやすいようになってるんだそうです。ホォ!”
    おい圧力差どこいった
    • ※4 : ドクター・ノオ・ネーム
    • 2014.11.12 23:52
    背面飛びは、「落ちてる」のでは??
    浮力発生してないんじゃないかなぁ
  1. >実はよくわかってないということを聞いたことがある

    Wikipediaには一応「それは誤解である」と書いてあるんですが、けっこう詳しく説明してるサイトにも「よくわかってない」と書いてあったりして、結論としてはどっちかよく分からないですw
    出展ありのWikipediaを優先しました。
    --------------
    >フラップを上下に動かして上昇下降する理由

    多少なりとも「へぇー」と思う箇所があれば良かったです!
    --------------
    >おい圧力差どこいった
    >背面飛びは、「落ちてる」

    ハイ、これはですね、記事にも注釈入れときましたが、「迎え角」を適切に保てば、例え例の翼断面の形でなくても(逆向きでも)揚力が得られる、ということで飛ぶことが可能だそうです。
    もちろん、例の翼断面で、普通に飛ぶのが最も効率が良いことに変わりはないのでしょうけど。
    • ※6 : ドクター・ノオ・ネーム
    • 2014.11.13 0:19
    グライダーは飛んでは居ない事を理解しよう
    あくまでも落下していく過程を調整しているだけであって飛んでいるわけではない
    滑空と言うもの
    パラシュートを調整して行く方向を決めたり、そのまま真っ直ぐ落下して行くのでは無くある程度の距離を任意に移動できるのと同じ。
    曲芸の背面飛行は、そのままなら現実には少しずつ堕ちて行くけれども、エンジンパワーと微妙なコントロールで堕ちないように調整しているので腕が無いパイロットだと非常に危険。
    ロケットやミサイル弾が、揚力関係なしに方向転換用の方向舵のみでも真っ直ぐ飛んだり上昇したりするのと同じ。
    • ※7 : ドクター・ノオ・ネーム
    • 2014.11.13 0:29
    特殊飛行を想定していない普通の飛行機が背面飛行するときは、昇降舵を下げ続けて気流に対する主翼の迎え角を正に保たないとどんどん高度を失う。不自然な姿勢で空気抵抗が増えるから、高度を維持しようとすると速度を失う。速度を失わないためにはエンジンを余計に回さないといけないから、燃料消費が増える。
    曲技飛行専用機はどんな姿勢でも高い機動性を発揮できる代わりに機体の安定性がない。常にふらつく機体を微妙な操作でコントロールするため操縦桿に遊びがなく、わずかな操作で簡単にひっくり返ったりする。そのお陰できついバレルロールやスピンを披露できるわけだけれども。
    • ※8 : ドクター・ノオ・ネーム
    • 2014.11.13 0:42
    同じく飛べないとされていたものにクマバチがいますね
    これも粘性を加味した結果飛べる事が証明されています
    レイノルズ数というんですけどね
    ベルヌーイの定理に対してこっちはあまり知られていませんね
    答えは>>10->>11で終わってるというのはレイノルズ数も考えろってことでしょう

    流体速度が増加すると圧力が減少するのは、まあそういう式になってるから、ですね
    流体の力H=流体速度v+圧力p+位置エネルギー(重力)zとなってます
    そもそも圧力とは簡単に言って水がホースの壁を圧す力です
    そして流体速度はホースの開方向に働く力です
    ホースの中を流れる水の力が一定なら、速度が上がれば圧力は下がらないといけないんですね

    もう少し直感的にわかるように説明するなら、ホースの口を指で押さえているとき、つまり流体速度が0のとき、水は指を強く押しますね
    でも指を少し離すと、指を押す力は弱くなります
    もっと指を離すと更に圧力は弱くなります
    これは圧力が速度に変換されたからです
    つまり水の速度が増えるほど、圧力は下がるわけです
    あるいは水の圧力が下がるほど、速度が増えるともいえますが
    まあ、速度を基準に見るか、圧力を基準に見るかだけの問題ですね
    ベルヌーイの定理は基本的に流体の任意の点での総エネルギー量を計算するだけのものなので、これだけで何でもかんでもは説明できないです
    • ※9 : ドクター・ノオ・ネーム
    • 2014.11.13 4:36
    推力や揚力など上向きの力が落下速度を上回ってるってだけで飛ぶ理論は証明されるじゃん
    まぁ1は翼の揚力に関する定理が複数あって決定されてないって言いたいんだろうけど、翼形や速度ごとに違うんだから共通の定理なんてあるわけない、それと教えてもらう側なのに上から目線でキモイ
    あと※8さん、蜂とか虫は羽ばたきで翼端に渦流発生させてるから、粘性関係なく揚力自体が足りなくても飛べるよ
    • ※10 : ドクター・ノオ・ネーム
    • 2014.11.13 12:40
    上と下の圧力が変わると、なぜ普段は存在しない「揚力」なるものが発生するのか、
    この段階でもう分からない。
    揚力を「揚力」って言葉を使わずに説明して欲しい。
      • ※12 : ドクター・ノオ・ネーム
      • 2014.11.13 15:32
      まずは圧力の違いで起きる風を知ればイメージをつかめるかも。
      例えば、でかいビルの入り口のドアを開けた時に、「ブワッ」って風を感じない?
      あれは圧力差によって起こる風。
      その現象がつばさの上と下で起きてる。

      じゃあ、なんでつばさの上と下で圧力の差ができるのか?
      …なんでだろう(笑)
      他のドクターにバトンタッチするわ
      
    • ※11 : ドクター・ノオ・ネーム
    • 2014.11.13 14:45
    F1とかストレートで事故って向き変わると舞い上がってるな
    • ※13 : ドクター・ノオ・ネーム
    • 2014.11.13 15:42
    圧力というのは単位面積あたりの力なわけだから、下に押す力より上に押し上げる力の方が大きくなれば上に持ち上げられる、ということでしょうか
    • ※14 : ドクター・ノオ・ネーム
    • 2014.11.13 22:08
    下敷きだってフリスビーみたいに投げれば、それなりに飛ぶんだからそれだけの事だよ。
    下側の空気圧が高くて、上側の気圧が低いだけ。
    空気圧の力がどれだけ強いかは吸盤があれだけの力で吸い付けるのは空気圧によるものって考えればいい。
    • ※15 : 分かんない
    • 2014.11.14 3:10
    今のとこ確実にこれだ!
    と言う理論と実験による実証されたものはない。

    これが現実〜
    みんなコレからも数物理を極めようね!
      • ※16 : ドクター・ノオ・ネーム
      • 2014.11.14 3:13
      つかかく言う俺も分かるように成りたいから研究して糞面倒な数式と格闘してるのよ
    • ※17 : ドクター・ノオ・ネーム
    • 2014.11.14 3:43
    ほかの駄文しかない2chまとめサイトとは一線を画していますね。
    良いサイトに巡り合えました。
    • ※18 : ドクター・ノオ・ネーム
    • 2014.11.15 20:23
    横はずれですが、”ガンダムの富野さん”が、ガンダム世界の背景を構築したキッカケが、
    この「飛行機が飛ぶ原理派実は分ってない」が元だそうです
    (富野管轄下にある)ガンダム世界は全て、ミノフスキー粒子という架空物質の存在ありきです
    ミノ粒子発生の歴史(勿論後年の創作)でも、「理論よりも実績が先」みたいな、そんな出自です

    SFは科学の父というのはジュ-ル・ベルヌの著作を見るまでもないですが、現在にほぼ定説とされる科学)を、
    なんやかんやしてオカルト的に処理するのには迎合できません
    父もきっと嘆いている思いますよ 
  2. うわー盛り上がってますネ!


    >※8ドクター
    >でも指を少し離すと、指を押す力は弱くなります

    長文解説ありがとうございます。
    例えは分かりやすかったです。圧力と速度はトレードオフということですかね…。
    --------------
    >※9ドクター
    >蜂とか虫は羽ばたきで翼端に渦流発生させてる

    虫くらい小型になるとレイノルズ数が小さくなって、また飛行機とは別の理屈になるとか、そんなこと書いてた気がしますね。
    --------------
    ※10ドクター
    >なぜ普段は存在しない「揚力」なるものが発生するのか、

    圧力はひとまず忘れて普通の板で考えてみたらどうでしょう。
    普通の板でも適切に迎え角をつけると、板の傾きに沿って空気が流れて→下向きの力が発生し→その反動で飛ぶということで!(管理人はこのへんが限界です)
    --------------
    ※17ドクター
    >良いサイトに巡り合えました。

    どうもありがとうございます。これからもドウゾご贔屓に。
    • ※20 : ドクター・ノオ・ネーム
    • 2014.11.16 14:36
    みんな飛行機は推力で高度を上げるってことを忘れてないか?
    揚力ってのは推力を効率よく飛ぶために方向変えただけ、そんなにゴチャゴチャ考える必要ない
    なにより、揚力だけで飛ぶのはヘリだよ飛行機じゃない
    • ※21 : ドクター・ノオ・ネーム
    • 2014.11.18 19:09
    そもそも古典科学って極端に言えば「経験の蓄積」とでもいうべき「実験結果先行で数式や理論は後付け」であり現象を説明するのが科学なわけだから、「理論的に作ったものを飛ばせてる」時点で科学的には「原理を説明出来てる」という扱いになるだろ

    あとこの手の理屈で飛行機がダメなら自転車でも証明できてないし、人間が歩けるのも証明できてないとかになるだろ
    • ※22 : ドクター・ノオ・ネーム
    • 2014.11.19 11:47
    トム・クランシーの「戦闘航空団解剖」の本読むほうがわかりやすいな。

    戦闘機はほとんどコンピューター補正ありきなのでもはや科学の域を超えてしまってて
    設計者以外説明困難では?。
    • ※23 : ドクター・ノオ・ネーム
    • 2014.12.13 8:27
    粘性の本質は分子間力じゃなく拡散だろ
    シンプルなモデルなら粘性を説明するのに分子間力はいらない
    • ※24 : ドクター・ノオ・ネーム
    • 2015.3.18 5:11
    子供でも解る様に簡単に言うと、

    伸縮したり温度変化や、様々な物質が含まれる大気を表す方程式は今のところ存在しない。

    変化のないプールの水の中の様な状態を大気と仮定しての式はある。

    水の中と、大気では差が大き過ぎるので【証明した事にはならない】。

    なので今でも、基本的な事を習う時に、参考程度でその式が使われている程度。
    証明されていると言ってる方は、その仮定が宛にならない事すらしらないレベルなんじゃないかな。
      • ※25 : ドクター・ノオ・ネーム
      • 2015.3.18 18:16
      俺子供だけど全く解らない
      • ※26 : ドクター・ノオ・ネーム
      • 2015.7.4 2:42
      連続体を仮定するならナビエ=ストークス方程式があるだろ
      圧力変化や温度変化はもちろん化学変化だって突っ込める

      問題は非線形な微分方程式であるために特殊(ごく簡単)な場合を除いて解が見つからないこと
      これはてきとーに持ってきた物体のまわりの流れやはたらく力がある時刻にどのような状態であるかをx=f(t)のような式で表すことができないことを意味していて,
      少しずつ時間をずらした状態をコンピュータの数値計算で求めていくしかない

      数値計算は時間と空間を区切って行う(碁盤の目のイメージでよいと思う)んだが,
      目の大きさを無限小にでもしない限りは原理的に誤差が生ずる
      そして非線形な微分方程式では誤差の影響が大きくなりやすい
      誤差が許容範囲になるように目を小さくすると計算量が大きくなりすぎるので
      一部だけ別のモデルを適用するなど工夫して何とかしているのが現状

      このあたりが飛行機が飛ぶ原理がわからないと言われる所以だと思う

      もっとも高度数十km以上の薄い空気では空気の分子が少なすぎて連続体近似も成り立たないんだけどね
      (だからスペースシャトルみたいなやつは別のモデルから導いた式を使って設計する)
    • ※27 :
    • 2017.3.24 3:54
    >>1飛行機が飛ぶ理由って、現代科学で説明できるのでしょうか?


    単純に言うと

    ①飛ぶ事象の証明はできる

    「A」という飛行機を作ったとして
    この「A」が飛ぶかどうかは、事象(実験)の観測を繰り返す事で証明はできる。




    ②定義での正確な説明をするとなると、現在は不可能。

    なぜ飛べるのかを定義で説明するとなると、
    温度で伸縮と膨張、高度、気象条件、等、流動的である大気は式で表す事ができないので、
    定義で説明する事は今現在は不可能。
    今現在の理論は、大気を水の中の様な一定の状態だと仮定してだから
    参考程度にしかならない。
  1. トラックバックはまだありません。


コメ欄での議論はおおいにけっこうですが、当サイトではドクター同士の罵り合いは禁止となっております。反論する際には、相手の意見・人格を尊重し、どうぞ冷静に。