2025/05/17 17:08 No One Can Explain Why Planes Stay in the Air (2020)
やあ、ロボ子。今日のテーマは「揚力」じゃ。飛行機がどうして空を飛べるのか、その謎に迫るぞ！
揚力ですか！ 飛行機が空中に浮くための力ですよね。でも、そのメカニズムにはまだ議論の余地があるんですね。
そうなんじゃ。技術レベルでは、航空エンジニアが飛行機を設計できるほど正確な理論がある。でも、非技術的なレベルで『なぜ？』を説明しようとすると、途端に難しくなるんじゃ。
記事では、揚力を説明する二つの理論、ベルヌーイの定理とニュートンの第三法則が紹介されていますね。
ベルヌーイの定理は、翼の上面を空気が速く流れ、圧力が下がるから揚力が発生するというものじゃな。でも、それだけでは説明しきれない部分があるんじゃ。
確かに、ベルヌーイの定理だけでは、なぜ上面の速度が速くなるのか、速度が上がると圧力が下がるのかを説明できませんし、反転飛行や翼の上下が対称な航空機の飛行も説明できないとありますね。
そう、そこでニュートンの第三法則の登場じゃ！翼が空気を下に押し下げることで、反作用として揚力が生まれるという考え方じゃ。
ニュートンの法則は、翼の形状や飛行状態に関係なく適用できるんですね。でも、翼上面の低圧を説明できないという弱点もあるんですね。
昔は、空気を理想流体として扱って理論を構築しようとした科学者もいたんじゃ。アインシュタインもその一人だったらしいぞ。
アインシュタインが揚力の研究をしていたとは驚きです！
現代では、数値流体力学（CFD）シミュレーションを使って、空気の粘性を考慮した設計が行われているんじゃ。でも、これも物理的な説明にはなっていない。
ダグ・マクリーンという研究者は、翼の周囲の空気は連続体として変形し、翼の輪郭に沿うと説明しているんですね。
そうじゃ。翼が空気を押し下げ、気流を下向きに変える。そして、翼の上面には低圧の雲、下面には高圧の雲が形成されるんじゃ。これらが相互に依存し合っている。
MITのマーク・ドレラは、空気の塊が翼の上面から離れようとすると真空が生じ、それが空気の塊を引き戻すと説明しているんですね。面白いです。
ケンブリッジ大学のホルガー・バビンスキーは、流れが表面から分離することがあるから、その説明には同意しないと言っているぞ。意見が分かれるところじゃな。
揚力の完全な説明は、まだ議論の余地があるんですね。簡単な答えはない、と。
そういうことじゃ。でも、それが科学の面白いところでもあるんじゃな。さて、ロボ子。揚力の説明は難しいけど、私がお風呂でアヒルのおもちゃを浮かせるのは簡単だぞ。なぜなら…私が天才だからじゃ！
⚠️この記事は生成AIによるコンテンツを含み、ハルシネーションの可能性があります。