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飛行機のしくみ

飛行の背後にある科学

飛行機は、リフト、抗力、重量、推力の空力的原理のために飛ぶ。

リフト

飛行機の翼は、重力に反対し、飛行機を空中に保つ力であるリフトを作成するように設計されています。リフトは、空気が翼を流れ、翼の上部と下部の間に圧力差を生成するときに作成されます。翼の上部に流れる空気は、底を流れる空気よりも速く動き、翼の上の低い圧力領域を作成します。この圧力差は、上向きの力を生み出します。

翼によって生成されるリフトの量は、翼の形状、サイズ、攻撃角を含むいくつかの要因に依存します。翼の形状は、翼の上部に滑らかで湾曲した空気の流れを作成するように設計されていますが、翼のサイズは動くことができる空気量を決定します。攻撃の角度は、翼が近づいてくる空気と出会う角度です。攻撃の角度が大きいと、翼が生成するリフトが増加しますが、抗力も増加します。

ドラッグ

抗力は、飛行機の前方運動に反対する力です。抗力は、飛行機の表面に対する空気の摩擦と、それを通る飛行機の動きに対する空気の抵抗によって作成されます。飛行機によって生成される抗力の量は、平面の形状、サイズ、速度など、いくつかの要因に依存します。平面の形状は抗力を最小限に抑えるように設計されていますが、そのサイズと速度は遭遇する空気抵抗の量を決定します。

重量

飛行機の重量は、平面を地球に引き下げる重力の力です。飛行機の重量は、その質量によって決定されます。これには、含まれる物質の量です。飛行機の質量は、より多くの乗客、貨物、または燃料を追加することで増加させることができます。

推力

スラストは、飛行機を前方に推進する力です。スラストは、飛行機のエンジンによって作成されます。飛行機は、燃料を燃やしてエンジンの背面から追放される高温ガスを生産します。排出されたガスは前方の力を生み出します。

飛行の4つの力

飛行機の4つの力(リフト、ドラッグ、重量、推力)は、飛行機が飛行するためにバランスが取れています。リフトは重量よりも大きくなければならず、スラストはドラッグよりも大きくなければなりません。これらの力がバランスが取れている場合、飛行機は定常状態で飛行します。

飛行機が離陸する

離陸するには、飛行機が翼によって生成されるリフトが重量よりも大きくなるまで速度を上げる必要があります。これは、エンジンを使用して推力を生成することによって達成されます。飛行機が加速すると、翼はより多くの持ち上げを生成し、最終的に飛行機は地面から持ち上げられます。

飛行機がどのように着陸するか

着陸するには、飛行機が翼によって生成されるリフトが重量に等しくなるまで速度を下げる必要があります。これは、エンジンのパワーを低減し、ブレーキを使用して飛行機を遅くすることで達成されます。飛行機が遅くなると、翼の発生が少なくなり、飛行機は最終的に地面に降ります。

飛行機と未来

飛行機は輸送に革命をもたらし、世界をより小さな場所にしました。テクノロジーが進歩し続けるにつれて、飛行機はさらに効率的で環境に優しいものになります。将来的には、太陽電力や風力などの再生可能エネルギー源を搭載した飛行機を見ることさえあります。

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