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● 『ちょっとサイエンス』 2003/2/6
No.113
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● 発行者 Fujiken 不定期発行
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毎回、科学に関するテーマをとりあげて、雑学的な知識を送ります。
なるほど！と納得し、知ることの喜びを感じていただけたら幸いです。
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■今日のテーマ 「飛行機の翼と揚力」
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前号の「読者からのメールより」でＦさんからこのような疑問が寄せられました。
その疑問とは、飛行機の翼の形です。
一般に、飛行機は、翼の揚力によって空中に浮かんでいますが、
この翼の面積が大きければ大きい程揚力も大きくなります。
そして、飛行機はこの翼に揚力を与えるためにエンジンの力などで前進し、
風を翼にあてています。
しかし、飛行中の飛行機が前に進むには、当然、空気の抵抗があり、
これは、前からの投影面積が大きければ大きい程抵抗は大きく成ると思います。
ここで、疑問に成るのですが、投影面積が小さくて翼の面積を大きくするには、
飛行機の進行方向の前後に主翼を伸ばせば良いと思われるのに、実際は、
進行方向の横向きに伸びています。
しかも、エンジンが無いグライダーにいたっては、翼の縦方向は殆どなく
無理に横に伸ばしたのかと思うほど横に長く成っています。
抵抗ばかり大きくて面積を稼ぐには不利な形だと思うのですが、、、、
（個人的には、見た目がスラーっとしてかっこいいので好きなんですけどね。）
何故このような形に成っているか分かりましたら教えて下さい。
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読者の方からたくさんメールが寄せられました。そのいくつかを紹介いたします。
●「ラクダ」さんより
＊翼形状の解釈＊
揚力は、翼の上面と下面の空気の速度差により生じ、上面を流れる空
気は翼の曲線によって速度が速く、空気圧が低くなり翼を吸い上げこれ
が揚力となります。 翼の断面を見ると三日月形になっており、上面と
下面の曲率の差がこの速度差を生じさせることがわかります。
ジャンボ機は横からみると、機体上部がモッコリして三日月形になって
いますが、機体自身も揚力を得ていると思われます。
ここで、この翼を延長しかつ曲率の差を保とうとすると、後半では大き
く下に折れこむこととなってしまいます。
こうなると、翼の後半では乱流が起こり揚力をスポイルします。
又、極端に前後に延長をしないことを志向した場合は翼の前半で厚みを
厚くして気流の速度差を維持することになり、これは対向断面積を大き
くし抵抗が大きくなってしまいます。
風の抵抗（風圧）は速度の自乗で大きくなりますので、逆に速度の遅い
グライダーではジェット機のそれより横に長くしても風圧抵抗より揚力
を得るメリットの方が大きくなります。
ジェット機は着陸のときにフラップを引き出し、大きく下げます。その
時、よく見ると主翼とフラップのつなぎ目は隙間が開いており、空気を
逃がしているようです。 これはフラップに当たる乱流の影響（スポイ
ル）を抑えて揚力を増すことをねらっているようです。
ジェット旅客機に乗る機会があった時、着陸の際フラップの状況を観察
すると面白いと思います。
●「萩原」さんより
飛行機は翼の下の気圧が高く、上が低いので飛びます。この時翼の端(翼端)
では、流体には、高い圧力のところから低い圧力のところへ、最も流れやす
い通路を通って移動するという性質から、翼の横を空気が流れるという現象
が起こります。このためここでは揚力が発生せず、翼としての役割を果たさ
なくなってしまいます。この現象を防ぐには、同じ面積でも、翼の形を先に
行くほど細くしたり、今回の質問にもある翼を横に伸ばしたり、などがあり
ます。しかしあまり横に延ばしすぎると強度がなくなるので、ただ横長にす
ればよいという問題ではないようです。
●I･Nさんより
飛行機の翼は左右に長く前後が短い（グライダー）ほど揚力が得られ、
左右に短く前後が長い（戦闘機）ほどスピードが出ます。
この性質を利用した可変翼を持ったF１４戦闘機などは、離着陸の際に翼を
左右に広げ、上空に上がって空気抵抗が減少してから翼を前後に広げます。
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■ちょっとコメント■
少し難しい今回のテーマですが、要するに翼の下が空気圧が高くなり、翼の
上側が気圧が低くなり、その差で揚力を得て空を飛べるので、グライダーの
ようなスピードの小さい飛行機は揚力を得るために左右に翼を拡げ、戦闘機
のようなスピードの大きい飛行機は抵抗をなくすために翼を前後に拡げると
いうことのようです。
たくさんの情報ありがとうございました。
これからもよろしくお願いします。
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■読者からのメールより■
●「ちゅん」さんより
今年の当地は未だ雪掻きで苦労をしていません、強風と低温の日は多いですが。
ところで、さらさらの雪では雪合戦が出来ません、握って固めれないのです
握れる温度は雪と気温に関係すると思いますが、その温度は何℃でしょうか？
子供のとき雪合戦が団子を作れず出きなかったことを記憶しています。
みなさんはご存知でしょうが化学的に固まらない説明がほしいです。
寒い地方の雪像、かまくらはさらさらの雪では固まらないと思います、
水をかけて固めておられるのでしょうか、つまらぬ質問で申し訳ございません。
→Fujikenより
雪の水分が大きな原因だと思いますが、はっきりとしたことが分かりません。
よく知っている方からの情報を待っています。
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