【飛行機が空を飛ぶ仕組み】翼の形・気圧差

飛行機が空を飛べるのはなぜなのでしょうか?

大きな機体には、たくさんの人を乗せて、燃料もたくさん積まれています。

あんなに重いものがどうして、浮き上がるのでしょう。

今回は、飛行機が空を飛べる理由について解説したいと思います。

飛行機が飛べる理由

飛行機が空を飛べる理由は、翼の形にあります。

あの大きな翼には空気の圧力を変える力があり、それにより揚力が生まれ飛行機は空を飛ぶことができるのです。

揚力とは上向きに働く力のことです。飛行機の翼によって生じる力です。

飛行機の翼の形によって、気圧差を生み出し、揚力が起こり機体を持ち上げています。

翼によって作り出される「揚力」が、落ちようとする「重力」に上回るために、飛行機は空を飛べるのです。

飛行機の翼の「形」

出典:一般社団法人 日本機械学会 流体工学部門
飛行機の翼の断面は「流線形りゅうせんけい」になっています。

流線形とは、上の図の右のような形の事を言います。

前の方が丸く、後ろの方が尖った形で、風の抵抗を抑えられる効果があります。

飛行機の翼だけでなく、も上から見ると流線形になっており、水の抵抗を受けにくい形をしています。

流線形の効果

飛行機が右に向かって飛んでいる場合、右から空気の流れを受けることになります。

飛行機の翼の断面は「流線形」になっているため、翼の上方向と下方向で空気の速度が変わっているのです。

翼の上は空気の流れが速くなり、翼の下の方が空気の流れが遅くなります。

空気の速度が速くなると、その周囲の気圧は低くなります。

物質は圧力の高い所から、低い方へ移動する性質があるため、気圧が高い翼の下の方から、上の方へと機体は押し上げられます。

これが機体を浮かす力「揚力」なのです。

飛行機の重さ

飛行機の重さはどれくらいなのでしょうか?

総重量は360トンもある大きな機体もあり、この機体では翼の面積1c㎡あたりで、70gの揚力があれば空を飛ぶことができます。

70gを身近なものの重さで例えると、食パン6枚切り1枚が約60〜75g程度ほど。

左右の翼の大きさが約260㎡(テニスコート約1面分)なので、この揚力があれば飛行機は空を飛ぶことができます。

飛行機の材料

飛行機には軽さと強度が求められるため、「高強度アルミ」・「炭素繊維」・「チタン」などが使われています。

最も多く使われているのが高強度アルミで、耐食性・耐疲労性などに優れた素材です。

参考:精密金属加工VA/VE技術ナビ

揚力をかんたん解説

飛行機が空を飛ぶ理由が、まだまだよく分からない方のために、さらに解説!

空気の流れが速いと気圧が低くなりますが、空気は気圧が高い所から、低い所に移動する性質があります。

簡単な実験で、揚力が分かります。

唇の下に紙テープを当てて、息を吹くと紙テープが上に浮かんでくるのですが、この現象は揚力によるものです!

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