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飛行機が飛ぶ原理は揚力が発生するからというのは、 証明されていないと聞いた...

質問者

silentmajority2008519さん

2008/11/811:55:22

飛行機が飛ぶ原理は揚力が発生するからというのは、

証明されていないと聞いたんですが、本当ですか?

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kkgwkrokさん

2008/11/1317:17:14

揚力が未解明というのは死に絶えた俗説です。都市伝説に過ぎません。

10年ほど前にアンダーソンという学者が「揚力はベルヌーイの定理によるものではなく、翼が空気を下向きに押し下げることの反作用である」と言い出しました。
http://hitomix.com/taruta/paperplane/Bernoulli.html

この説はベルヌーイの定理による説明に納得できない向きに一時支持されましたが、現在では完全に否定されています。 すなわち、空気の下向き運動量を計算してみると、実際に生じる揚力の1/10程度にしかならないのです。(この辺は高校生程度の物理の知識で簡単に計算できます)

上のインタビュー記事で氏は従来説の問題点を2つあげています。
1)「(従来の定理による説では) 翼の形が問題になりますが、形は揚力を決めるうえで最も関係のないことです。もし翼の形が大事だとしたら、逆さ飛行はできないことになりますよね。 」
これは、飛行機が背面飛行するとき、機首を持ち上げて迎角を大きくしていることを見落としています。 翼は裏向きでも迎角を大きく与えれば揚力を発生します。
2)「ベルヌーイの定理では、なぜ翼の上面の気流が速く流れるかを説明していません。そこには力が関係しているのです。それを説明するのはニュートンの運動の法則であって、ベルヌーイの定理ではありません。」
これはもはや意味不明の問いです。ベルヌーイの定理は一本の流線上における圧力と流速の関係式を与えるものであり、 決して翼の上面の気流が速く流れるかを説明するものではありません。

以上の説は「下向き運動量に対する反作用」「コアンダ効果の反作用」等、タイトルはさまざまにネット上でしつこくはびこっています。
ならば揚力とは何かというと、その説明は今も昔もかわりません。「物体の周りに生じる循環(渦)により上面と下面の圧力に差が生じ、その圧力差の総和として生じる」というものです。 この「渦理論」により翼の揚力も、ピッチャーの投げる変化球(コアンダ効果)も、紙飛行機のような厚みのない翼の揚力も、すべて説明できるのです。 そしてあなたが利用しる飛行機はすべてこの理論に基づく揚力計算により設計され、製作され、そして空をとんでいるのです。 「圧力差の総和=下向き運動量であり、揚力を別の切り口で説明したもの」という俗説の別パターンもありますがこれも間違いです。

ベルヌーイの定理は渦理論により生じる翼上面の負圧計算に用いられる定理です。 揚力全体を説明するものではありません。 また現在ではナビエストークスの方程式を差分法等で数値計算することにより、より精緻な計算がなされています。

「揚力が未解明」というのは「では、なぜ翼回りには循環が生じるのか?」という部分が平易に説明できないということなのです。 上記インタビューの末尾リンクにある説明の通りで些かの誤りもありません。 この点を捕らえて、「不明な部分を先送りしてわかったつもりになっている」と揶揄されているのです。

上記の通り、揚力未解明説はきっぱりと否定された俗説なのですが、主にネット上でしつこく残っています。 (誰でも自由に発言できるネットの負の部分です)
1) http://blog.goo.ne.jp/liberty7jp/e/df2385ce75f01c20c498f3178f82ad3a
ここでは前半が運動量による誤った説明、後半「揚力とは何か?」 以下が正しい説明となっています。

2) http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q108292240
まったく間違った解答がベストアンサーとなっています。
「ベルヌーイの定理は、水について成り立つ法則で空気については全く成り立ちません。」とスタートから間違っています。 なお、水中の翼(水中翼船、プロペラ等) も 渦理論に基づき揚力が計算されます、「飛行機を水の性質の法則で説明するのは、非科学で、全くナンセンスです。」というのは全くの誤解です。
ちなみに「(マグナム効果なる名称)」ではなく、マグヌス効果です。

3) http://openblog.meblog.biz/article/83916.html
これは、物理の最初の最初、F=mαからやり直さないとダメというトンデモです。 疲れたとき、落ち込んだときに読み返すギャグ以上でも以下でもありません。 (理系のブログを掲げる氏は東大卒ということです。 ヤレヤレ・・・・)

ネットに限らず、出版されている書籍にも、俗説に基づく説明がなされているものがあります。 しっかりした教科書を2,3冊読み込めば疑問は氷解するはずです。

質問した人からのコメント

2008/11/14 00:51:02

ありがとうございました。

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aquas719さん

2008/11/920:36:25

以前、新聞に出ていたある本の内容説明の中で、飛行機は理論的
には飛べないけれど、実際には飛んでいるというのを読んだ記憶が
あります。航空力学も、まだ未完成なのかも知れません。
又、古い話ですがアメリカの飛行機メーカーだったグラマン社の入り口
には「くまん蜂は飛べない」という碑が立っていたそうです。これはくまん
蜂は、当時の航空力学でどう計算しても飛ぶことはできないけれど
実際には飛んでいるから、あまり既成概念にとらわれるなという教訓
のようです。

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umesyoutyuuさん

2008/11/900:39:45

揚力によって飛行機が飛ぶというのは分かっています。

しかし、なぜ揚力が発生するかが、説明するのが簡単でない為、
小学生にも分かるように説明しようとすると理論的におかしくなって、
そんなはなしが生まれてきました。

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go_ya_2008さん

2008/11/812:13:48

ちょっと勘違いしてますよ~


揚力発生の理論に疑問が残ってるんですよ。

例えば、理論的に揚力の発生しない断面でも揚力が発生してたりします。
説明できないんですよね…

揚力に関して教科書には一般的に言われてることが書かれています。

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2008/11/811:59:46

ウソです。誰に聞いたんですか?

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