揚力
３．原理
航空機にかかる４つの力
揚力
航空機の機体に対して上方向へ働く力を「揚力」と言います。
ほとんどの飛行機の揚力は主翼が作り出します。揚力は、飛行機
の速度を速くすると大きくなり、速度を遅くすると小さくなります。
重力
「重力」とは、揚力と反対方向に働く力です。機体の重量は、地上でも
空中でも変わりません。空中を飛行するためには、この重力を相殺
する「力」が必要になります。航空機は重力に反作用する力である
「推力」を作り出すことによって、空中を飛行することができるのです。
例えば、推進力を生み出すエンジンを持たないグライダーも、上昇気流によって「推力」を得ているわけです。
推力
「推力」とは、航空機を前方向に進ませるように働いている力です。
プロペラ機の場合は、プロペラが空気を後方に送り出すことによって推力を作り出します。
ジェットエンジンの場合は、タービンの回転によってエンジンの前方に空気を引き寄せ、熱し、
膨張した空気をエンジンの後方の小さい噴射口から噴射し、その圧力で推力を得ます。
抗力
推力に対して反対方向に働く力を「抗力」と言います。抗力には、次の２つの種類があります。
・機体自体の「有害抗力」。
・揚力の副作用で起きる「誘導抗力」。
誘導抗力は速度に比例します。速度が速くなると揚力も高まりますが、同時に誘導抗力も高まります。
有害抗力と誘導抗力を合わせた値が、航空機が前方に進むために克服しなければならない抗力の総値です。
主翼のしくみ
主翼の断面を見るとだいたいこんな形をしています。
エンジンの推力によって主翼が空気中を前進すると、
平らな下面よりも湾曲した上面の方が空気が流れる
距離が長くなるため、上側の方が流速が速くなります。
すると圧力も上側の方が低くなるため、主翼の上面に
は引っ張り上げようとする力、下面には押し上げようと
する力が発生し、揚力となるのです。そして推力が抗力
にうち勝ち、揚力が重力を振り切って初めて３００トンを
越えるような飛行機でも浮き上がるわけです。
失速
翼の空気流に対する角度が大きくなると、翼が生み出す揚力も大きくなります。
しかし、この角度が大きくなりすぎると、翼の上面を流れる空気に乱れが生じ、翼が
生み出す揚力は突然失われてしまいます。（落ちる）この現象を失速といいます。
