アインシュタインの飛行機が消えた理由：揚力についての真実

要約

本記事では、揚力に関する誤解と、アルバート・アインシュタインが飛行機の翼を設計する際に失敗した理由について探究します。揚力の真の性質と、圧力差やナビエ・ストークス方程式が翼周りの空気の流れを正確にモデル化する際の役割を強調し、揚力が発生するプロセスを説明します。

目次

• 飛行の不完全な理論
• 揚力の真実
• 揚力が発生する仕組み
• 翼の曲率の役割
• 揚力のニュアンス
• ナビエ・ストークス方程式
• 結論

飛行の不完全な理論

1911年には、アルバート・アインシュタインは、空間と時間の理解に重要な貢献をしていました。しかし、同じ年に、彼は飛行の不完全な理論に基づいて飛行機の翼を設計しようとしました。現在でも、揚力に関する不十分で不正確な説明が広まっており、飛行機がどのように飛ぶのかについて混乱が生じています。

揚力の真実

空気は流体媒体であり、飛行機にとって揚力とは空中にとどまるために必要な上向きの力です。一般的な誤解の1つは、揚力の長い経路、または等時間輸送説明であり、これは徹底的に否定されています。真実は、翼の上下を流れる空気分子が戻る必要はないということです。代わりに、翼の上を流れる空気は、下を流れる空気よりもはるかに速く、後縁に到達します。

揚力が発生する仕組み

揚力が発生する仕組みを理解するために、飛行中の飛行機の翼をシミュレーションする必要があります。翼が前方に進むにつれて、翼周りの空気の動きに影響を与えます。薄い空気層が翼の堅い表面に密着し、周囲の空気を引っ張ります。その後、空気は翼の輪郭に従って上下の経路に分かれます。上を通る空気は遠心加速度を経験し、下を通る空気よりも速く移動します。これにより、翼の上の圧力が低下し、上向きの揚力が発生します。

翼の曲率の役割

翼の曲率は揚力の原因ではなく、空気の曲げられ方によって貢献し、圧力差を強化します。平らな翼を上向きに傾けることも揚力を生み出すことができ、逆に、曲がり過ぎたり急角度になる翼は乱流の発生や翼からの離脱を引き起こす可能性があります。

揚力のニュアンス

翼の表面を超えて流れる空気が上下に掃き上げられることや、翼の先端で形成される空気渦など、他の要因も揚力に影響を与えます。専門家たちは、圧力差が揚力を生成するという点で一致していますが、その説明には多様性があります。

ナビエ・ストークス方程式

エンジニアは、ナビエ・ストークス方程式を使用して、翼周りの空気の流れを正確にモデル化し、揚力が生成される仕組みを詳細に説明します。これらの式は、飛行機の翼を正確に設計し、テストするために必要不可欠です。

結論

揚力は複雑で微妙な概念ですが、揚力の真の性質を理解することは、安全で効率的な飛行機の翼を設計する上で重要です。揚力に関する誤解は、アルバート・アインシュタインのような優れた頭脳でも迷い込ませることがあり、航空学の分野で正確で最新の知識が重要であることを強調します。