飛行機はどうして飛ぶの?
さて、飛行機が飛ぶのはどうしてなのでしょうか?
皆さんもかならず1度は疑問に思ったことはあるでしょう。
色々なところで説明はされている内容ですが、できるだけわかりやすく解説していきますね。
ちなみに飛行機の重量はというと、、、
たとえば国際線で使われるB747‐400を例にとると、
最大離陸重量で394トンという非常に重い重量でも飛行は可能なのです。
(※この飛行機の重量に関してもまた取り上げたいと思います。)
では!!
飛行機が飛ぶ理由について解説していきましょう!!
飛行機が飛ぶのに必要なチカラ“揚力”
最初に理科の話をします。
まず静止している物体、例えば机の上に置かれた携帯電話やパソコン。
地球上のすべての物体には重力という力が働いています。
さて、飛行中の飛行機にはどのような力が働いているかというと、
1、まずはエンジンで前に進む”推進力”。
そして前に進もうとすると、
2、周りの空気抵抗を受けるのでその”空気抵抗”(抗力と言います)
3、地球に引かれる”重力”
4、この重力に反して浮こうとする力これが“揚力”です。
この揚力が発生している限り、飛行機は空中に留まることが出来るのです。
揚力を生み出すには ?
揚力を生み出すのに必要なもの、それは?
そう!翼です。当然皆さんご存知ですよね?
そしてこの翼の形に秘密があるのです。
飛行機の翼は上半分が丸く、下半分は平らなカマボコのような形をしています。
この翼の形のおかげで揚力を生み出すことが出来ます。
一般には翼の上面を流れる空気の方が早く、下面を流れる空気が遅い。
この流れる空気の速度差によって揚力が発生している。
という説明ですが、
実は揚力が発生するしくみの説明には諸説あり、正しく解明されていないという話もあるようです。。。
しかしながら揚力という力は存在し、飛行機は間違いなくその力を受けて飛行しているので怖がることではありません。
揚力を得るのに必要な装置
揚力を生み出すのに必要なものは翼でした。そしてその形が大切だというお話もしましたね。
もう一つ大事なものがあります。それはエンジンです。
揚力を生み出すには翼の上に空気が流れないと生まれません。
飛行機が止まっているだけでは揚力は生まれないのです。
エンジンの力を使って前に進み、前に進むことによって翼に空気が流れます。
先ほどお話ししたとおり、長距離の国際線を飛ぶ機材になると、
400トン近くの重量になります。
この重さの飛行機を前に進め、
かつ時速1000kmほどのスピードで
目的地まで飛行するのでこのエンジンはものすごく強力なものなのです!!
(このエンジンについてもまた触れますね。)
エンジンがない飛行機・グライダー
飛行にはエンジンが必要だという話をしましたが、グライダーというエンジンのない飛行機もあります。(分類上は滑空機と言います。)
これは上空まで飛行機で引っ張っていき(曳航と言います)そこからケーブルを切り離してゆっくりと降下しながら飛行をするという仕組みです。
エンジンがない代わりに
高度(位置エネルギー)を
速度(運動エネルギー)に替えて
ゆっくり降下しながら飛んでいます。
番外編 熱気球、飛行船
飛行機の他に空を飛ぶものとして熱気球や飛行船もありますが、熱気球は巨大な風船の中の空気を暖めて(空気を暖めると軽くなります)それを利用して浮き上がるものです。
また、飛行船は大きな風船の中に空気よりも軽いヘリウムガスを入れて浮き上がるもので、
同じ空を飛ぶ乗り物ではあるものの、飛行機とは飛ぶ仕組みが全く違います。