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１３９，飛行機はなぜ飛ぶのか

　飛行機がなぜ飛ぶのかということについては、感覚的には結構納得がいかない現象だ。あの重たい機体に燃料を積んで、さらに多くの人を乗せている。何で飛ぶのだろう。「ベルヌーイの定理」がよく引き合いに出されるが、それだけで説明するには無理があるとのこと。もしあの流線型の翼の形のために、上側の空気の流れが速くなり、下からの揚力が働くという考え方が成立するとしよう。だとしたら、反転した飛行機は下に向かって落ちていくはずだとのこと。そうですね。だったら上下の形の違いのない板や紙も飛ぶわけがないですよね。
　最近の理論だとフェルミ研究所の物理学者、デービッド・アンダーソンがベルヌーイの定理では飛行機は飛べないとの意見をニューサイエンティスト誌に発表している。彼はニュートンの法則で説明している。空気は流体で粘りがあり、翼に沿って空気が流れる。コアンダ効果というそうだ。そのため、空気が下に向かって流れるため、翼はその下にある空気を下に押す。その反作用で揚力が生まれるという意見だ。
　私はこの説明で納得できる感じになったのだが、まだいろいろな意見が戦わされているようだ。特にクッタとジュコーフスキーの考えた翼理論の翼に生まれる渦が揚力を生んでいるという意見が有力なようだ。粘性を持つ流体が迎え角のある鋭い後縁を持つ形に沿って流れるとき、後縁からスムースな渦のない流れができる。ということは翼に渦が存在しているはずだという理論だ。実験で円柱が流体の中に存在しているとき、円柱が回転していないと揚力は生まれない。ところが円柱が流体と同じ方向に回転すると揚力が生まれる。だから飛行機は飛ぶんだという考え方だ。
　詳しい説明は東京大学工学部教授<a href="http://hitomix.com/taruta/paperplane/Bernoulli-1.html">鈴木真二さんの説明</a>がわかりやすい。
　面白いですね。明日、私は北海道に飛行機で飛びます。無事にこれらの理論で飛行機が飛んでくれることを願っています。