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飛行機は、機体が受ける向かい風によって揚力を得て浮かぶんですよね。

そうしたら、もし限りなく強い風を正面から当てたら、前進せず、浮かぶということになりますか?

2008-09-14 20:38の質問
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回答(4)

2.

2008-09-14 21:23:57みんなナイスな
 限り無く強い風を受けたら・・・・
飛びはしないでしょう。

ただ 浮かぶでしょう。しかし 何かで固定してないと だんだん後に下がるでしょう。

風洞実験を何も設備も建物もないところで
してる感じかな。
自信度 : 自信なし 回答レベル : 回答

4.

2008-09-14 21:42:22みんなナイスな
交通博物館・飛行機のフロアでみた浮力を得る原理は、翼の断面形状によっていました。

何の支えもなしに限りなく強い風を正面から当てていたら、風の流れの方向へ飛ばされてしまいます。
風速とのバランスをとるためには推力が必要になります。

5.

2008-09-14 22:36:25みんなナイスな
 正に、言われるとおりです。

例えば、最近のジェット航空機はジェットを後ろに噴出して推進力を得て前に進みつつ、前から受ける風の揚力で空中に浮んで飛んでいます。ご存知のように、上空には地球の自転との関係で西から東向きの強い「偏西風」が吹いています。

もしこの偏西風の強さが西に向かうジェット機の前進速度ぐらい強いとすれば飛行機は前進せずただ空中に浮いているだけということになります(風洞実験で風にさらされる実験飛体と同じ)。この風がもっと強くなれば、当然ながら前進ではなく後退することになります。

実は、この偏西風は飛行機の飛ぶ10000mの上空では強いときには時速360Kmにもなるそうで、時速約900Kmで飛ぶボーイング747の速度にも大きな影響を与えています。一例を挙げれば、成田-ニューヨーク間の上り便(ニューヨーク→成田)は13時間40分かかるのに対し、下り便(成田→ニューヨーク)は12時間20分で済み、所要飛行に1時間20分もの差が生じます。よく飛ばれている方はいつも経験されるとおりです。


回答レベル : 回答

6.

2008-09-15 05:12:31みんなナイスな
飛行機の操縦を楽しんでいる者です。

理論的には

「揚力を発生する程の強い風を正面から受けると、後進しながら浮かぶ」と言う事になります。

しかし実際には、飛行機を操縦して舵を使い機体のバランスをとってやらなければ、上手く浮かぶ事は難しいでしょう。常に風に対して正対し適当な迎え角を維持するように操縦しないと浮いても風に飛ばされてしまいます。
自信度 : 自信あり 回答レベル : 回答
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コメント(16)

#1.  usa
2008-09-14 23:00:28

<航空機の往復の時間の違いは地球の自転のせい?>http://www.kagaku.info/faq/plane040111/index.htm

#2.  信長
2008-09-15 05:34:49

違う例にグライダーがあります。

グライダーには推進力を発生させるエンジンがありません、したがって曳航機等により引っ張って向かい風を受けて飛行します。所要高度に達したら切り離してエンジン無しで飛行しますが、上昇気流を捉えて高度を維持します。無ければ適度な向かえ風を受けるように降下しながら飛行します。いずれにしても微妙な機体をコントロールする操縦がなされないとグライダーと云えども墜落は免れません。

もう一つの例として鳥の飛び方

鳥は風を利用して飛びます。高く上がる時は強い向かえ風を利用して後進(正しくは前進速度を緩めて)しながら上昇します。そして前進する時はグライダーのように降下するのです、これは極端な表現ですが、このように風を利用して飛べばエネルギーの消耗も少なくて済みます。渡り鳥などは風を利用するから何千キロも飛ぶ事が出来るのです。

2008-09-15 08:20:07

浮かせるだけならローターによるのですね。
ローターの羽の断面と飛行機の翼の断面形状も似たようなものです。

2008-09-15 08:52:49

すみません、回答1
あまりに恥ずかしい内容でしたので削除しました(恥)

2008-09-15 09:22:22

usaさん
あまり 前からの抵抗が強いとアメリカー成田では
アラスカに降りる事も。燃料は余分に積んでないから。

#6.  usa
2008-09-15 10:31:32

>>#5
アンカレッジ空港のうどん屋の「うどん」うまかったですネ。燃料切れでまた食べてみたいです!(止まらなくなって久しいのでもうないですかね??)

#7.  1987
2008-09-17 22:34:55

 理論的には、もし地上で飛行機の離陸時の速度300km程度より強い追い風が吹いていたら、対気速度がマイナスになるので、揚力が発生ぜず離陸できないということになりますか?

#8.  信長
2008-09-18 01:06:48

>#7
飛行機には対地速度と対気速度があり、対気速度がマイナスでは揚力は発生しないので飛べません。

従って飛行機は風向をとても気にします、追い風での離着陸は余程の事が無い限り避けるのが常識で、横風も嫌います。

正対風で強い風が吹いている場合は、無風時に比べて短い距離で離発着が出来ます。航空母艦は向かい風に向かって全速力で運航しながら離発着をするのも、短い滑走路に対して対気速度を少しでも上げる為です。

#9.  1987
2008-09-18 12:36:34

 ありがとうございます。 ではもし上空を飛行中に一瞬でも向い風がなくなれば、理論的には失速しますか?
 現実では向かい風の要素が完全に0になることはないでしょうが。

#10.  信長
2008-09-18 19:26:49

>#9
実際には有り得ない事ですが、理論的には失速します。

実際に有り得ないと言う根拠は、飛行機はエンジンによる推進力で前進しており、その速度を越える逆風など起こりえない事だからです。例えば飛行に必要な高度に達しての逆風なら、その逆風に乗ってのエンジンによる推進力で前進するのです。usaさんの追い風に乗ると対地速度が速くなると云う事になるのです。

その有り得ない事が起こったとしても飛行機は墜落はしません。そんな事で失速したらパイロットは機首を下げて加速して失速を回避します。エンジンの無いグライダーが失速しないように滑空するのと同じ事です。

#11.  1987
2008-09-18 22:31:59

 追い風に乗り、対地速度が速くなっているときにも揚力を保てるような向かい風が吹いているんですか?
 その向かい風は元の風の風速とは別に、バイクに乗ったり車の窓から手を出したりしたときに受ける向かい風のことで、速度が速いほどその向かい風も強くなりますよね。 

#12.  usa
2008-09-18 22:54:11

>追い風に乗り、対地速度が速くなっているときにも揚力を保てるような向かい風が吹いているんですか?

車の窓から手を出して向かい風の強さを測るというのはいい例えです。感じる風の強さは追い風の時より向かい風のときの方が強いですね。従って、向かい風の時の方が揚力が大きくなって飛行機は飛び上がりやすいです。

でも、追い風の時でも車の走る速度の方が大きければ向かい風を感じますね。だから飛行機が飛び上がりにくいといってもある程度の風を前から受けていれば揚力が働き飛び上がれるかもしれません。しかし向かい風の時よりは危険が大きくなるので避けた方がいいです。私も小さなセスナに乗ったことがありますが何といっても危険を冒すのは禁物です!

#13.  信長
2008-09-19 05:30:51

>追い風に乗り、対地速度が速くなっているときにも揚力を保てるような向かい風が吹いているんですか?

飛行機に付いているエンジン次第です。揚力が保てる向かい風が吹くのでは無く、エンジンのパワーで推進する事により追い風に打ち勝って向かい風を受けるのです。

違う言い方をすると
追い風に乗ると云う事は、飛行機はその追い風に押されて流されるので極端な表現をすると風は0になるのです。風船が風に流されると風の速さと同じ速度になって飛んで行くのと同じ事なのです。

その極端に言うと無風状態から、エンジンの推進力により向かい風を受ける飛行をするのです。

#14.  1987
2008-09-19 22:29:17

つまり追い風の場合は、風速よりも速く前進しなければ揚力は得られないということですか?

#15.  信長
2008-09-20 05:18:52

>追い風の場合は、風速よりも速く前進しなければ揚力は得られないということですか?

はい、その通りです。

いかなる場合でも、飛行機は揚力が得られる正対風を受けなければ飛行する事が出来ません。

この場合、上空での飛行中は追い風に乗りますから問題ありませんが、地上での離陸は追い風が強ければ不可能に近く困難になります。

その理由は

1)飛行機は正対風を受けて飛行するように造られているので、逆風にはとても不安定で危険な事。

2)追い風に打ち勝って、揚力を得られる速度に達する事が出来るだけの長い滑走路が必要。

この2点からですが、2)に関しては危険を冒して追い風で離陸する必要は無いのです。そのような条件の時は、反対に向かい風で離陸すると風の手助けにより、かなり短距離で離陸可能ですから。

#17.  usa
2008-09-20 10:52:04

>>#14
あなた自身の例えで言えば、追い風の速度より車の走る速度の方が早くないと窓から手を出しても前から風の圧力を受けることが出来ません。飛行機は前から風を受けなければ上方向の揚力が働かないようにできています。次に説明があるのでご覧下さい。http://juku-ru.shinsyoukaikan.com/airplain.htm

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