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2019年8月16日 (金)

飛行機はなぜ飛ぶのか分かっていない?

Hikouki5b

m-riron.sakura.ne.jp/?page_id=360

 台風と猛暑で出歩けないので、ネットサーフィンをしていたら、2019年6月18日の日経ビジネスに「飛行機がなぜ飛ぶか分からないって本当?」という記事を見つけた。日経の記者は、早速、松田卓也元神戸大教授に教えを乞うと、100年前からなぜ飛ぶのかは分かっていたが、その一般への説明が長い間間違っていたという。なお、説明図は全てブログ「M理論の部屋」から拝借した。

 間違った説明は、第1図で翼の両面を流れる空気は翌端で等時間を経て合流するが、膨らんだ翼の上面の方が距離が長いので速度が速くなり、ベルヌーイの定理で圧力が下面より下がって揚力を得るというもの。従来の教科書は80%以上はこの「等時間通過説」で、かく言うウサギさんもてっきり正しいと思ってきた。

 ところが、考えて見ると、何故、等時間でなければならないのか? 事実、実測すると等時間ではないし、だいたい背面飛行ができたり、平らな翼の紙飛行機が何故飛ぶのか説明ができないのだ。 

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 そこで正しい説明が登場する。なんと翼の膨らみではなく、翼の後ろの端の形状(第2図)が問題で、もし刃物のように尖っていると、上面と下面の気流がスムースに合流し、難しいがこれを「クッタの条件」を満たすというらしい。クッタの条件を満たすと、翼の上面下面を取り巻くようにエネルギーの渦が循環するよし。クッタ(独1867-1944)が1902年にもう発見している「循環理論」とか。

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 この循環する渦のエネルギーは、第3図のように、翼の上下の空気の流れに若干の差を生じさせ、速度を変化させるので、やっと、ベルヌーイさんが登場して浮力が生まれる。つまり、背面飛行も紙飛行機も飛べるようになったわけである。

Hikouki41b

 ただ、この循環エネルギーは実測できないが、一部の飛行機雲の正体とか。翼の周りの渦は、第4図のように翼の先端からロープのように飛び出し、これを「翼端渦」と呼ぶが、渦の中の気圧が下がって水滴ができ飛行機雲となる。飛行機雲は一般にはジェット燃料の排気ガス中の水分であるが、「翼端渦」による飛行機雲はクッタの循環理論の証明でもあると。

 だが、何故、長い間この似非科学ともいえる「等時間通過説」が信じられてきたのか不思議である。世の中案外こんなものか。これにはNASAも警告を発してきたとか。

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