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飛行機が飛ぶ原理

2017/12/25

Permalink 12:14:12, by admin Email , 5 words   Japanese (JP)
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飛行機が飛ぶ原理

たまに飛行機に乗ることがある。窓から見る景色にはいつも興味深いものを発見することがあって、晴れた日の飛行機は大好きだ。ところが雲が視界をふさぐこともある。

着陸するために飛行機が高度を下げていくとき、雲が下にあると、機体ががたがた揺れることがある。たいていは気流が悪くて揺れるのだと考えるが、あるとき気がついた。気流が飛行機を揺らすほどなら、雲が吹っ飛んでしまうはずだが、まったく動いていない。

ところで飛行機が飛ぶのは翼に揚力が働くためと考えられている。こんな具合だ。

しかしこの説明ではおかしなことがある。ジェット旅客機が飛ぶ高度は7000m~1万mだ。この付近の気圧は地上の半分から3分の1しかない。空気の圧力差が揚力を作っているのなら、飛行機は離陸時の3分の1の揚力しかない高度を飛んでいることになる。落ちないのだろうか? スピードが十分にあるから揚力も飛行機の重量を支えるだけあるのだ、という説明がある。しかし戦闘機の中には高度が2万メートルにも達する場合がある。地上の20分の1以下、ほとんど気圧がない高度だ。

揚力は、流体の密度に比例、速度の2乗に比例する。離陸時の飛行機の速度は約時速300km、高度2万メートルで時速800km~900kmとすると、密度は1/20、速度は3倍の2乗で9倍になるので、揚力は約半分しかなくなる。

なぜ、こんな気圧の低い中を飛べるのか?

じつは気圧の説明で、大気は宇宙線で電離していて、高度が高いほど電離度が高い、と書いた。つまり翼に働く揚力は、空気の弱いプラスが翼をプラスに帯電させることで、空気のプラスに対して反発力を持つからなのだ。空気の流体による揚力+電気反発力が飛行機を持ち上げている。高度が高くなって圧力が減少しても、電離度が高くなるため、電気的反発力も増えるというわけ。

飛行機に乗っていて、下に雲があると、機体ががたがた揺れるのは、雲の持つ電荷のせいで揚力が細かく変化するためだった。

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人間が作ったものをどのように壊すことができるかを合理的に考察するのが破壊学です。現代科学にターゲット絞って考えています。 『電気的地球科学』『電気で見た宇宙と地球』には、さらにくわしい解説があります。 このブログに書いてある内容はGPLです。改変しなければ、出所を明記して自由に使うことができます。
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