科学館談話会2005/01/06　

�T「飛行機はなぜ飛ぶのか？」議論について

�U「大阪の発明」発掘

 

「飛行機はなぜ飛ぶのか？」議論について

斎藤吉彦
 

結論：定性的説明は無理

 

１．ベルヌーイの定理　

・     完全流体定常流の一つの流管で成立する保存則

非圧縮の場合　ｐ＋ρｖ^２／２＝const.

・     直感的理解：圧力の大きいほうから小さいほうへ押されて速くなる。

 

２．翼の原理

次の説明で納得できますか？

・     翼上下の流速差＋ベルヌーイの定理

�@     翼の上と下に分かれた空気が翼の後方で同時再会

�A     翼の上の流管が狭まっている。それで上の方が速くなる

・     空気の運動変化による反作用

�@     翼の後方で流れが下向きとなる

�A     翼に沿った円運動を与える向心力

 

３．なぜ飛行機が落ちないの？

難しいですね。どういうわけか翼の上の方が速くなっているようです。

 

４．クッタ-ジュウコフスキーの定理

・     揚力＝ρUΓ,　where U：物体の前後無限遠方での流体の速度、Γ：循環（物体を含む閉曲線Cに沿った速度の線積分）、ρ：流体の密度

条件：完全流体・非圧縮

導出：ベルヌーイの定理で圧力を求めて物体面に沿って積分（力学�U、宮島龍興著、朝倉）

 

５．なぜ止まっていた飛行機が滑走して浮き上がるのか？

・     完全流体ではrotVは変化しない→Γ≠０？

・     粘性を考慮すると、翼の下側にできる渦が剥離する（数値シミュレーション）

なぜ下側なの？

「大阪の発明」発掘

 

１．石津の風車

 

２．太鼓機

 

３．思うこと

・     創造活動にはある種の飢餓状態が必要

・     大阪の科学史を庶民生活から高レベルの研究まで有機的に

・     綿がキーになるか？