(キーン…ゴォォォォ!)
飛行機は火を吹いて飛んでいる――
そう思っていませんか?
実は違います。
飛行機は「空気を後ろや下に投げ飛ばした反動」で進み、浮いているのです。
今回は、空飛ぶ鉄の塊を支えている物理法則――
アイザック・ニュートン の「作用・反作用の法則」に迫ります。
推進力の正体は「空気投げ」
まずは、飛行機を前に進める力「推進力(スラスト)」から。
想像してみてください。
スケートボードに乗って、重たい荷物を思いきり後ろへ投げたらどうなるでしょう?
そう、自分は前に進みます。
これがニュートンの第3法則。
何かを強く押せば、同じ大きさで押し返される。
現代のジェット機に搭載されている
ターボファンエンジン は、巨大なファンで大量の空気を吸い込みます。
驚くべきことに――
吸い込んだ空気の約8割は燃やされません。
そのまま後ろへ勢いよく押し出されるだけ。
つまりエンジンは、
空気を後ろに投げ飛ばす巨大な送風機
なのです。
揚力のミステリー:翼はなぜ浮く?
では、前に進むだけでなく「浮く」のはなぜ?
よくある説明はこうです。
- 翼の上側はふくらんでいる
- 上の空気の流れが速くなる
- 圧力が下がって吸い上げられる
これは一部正しいのですが、それだけでは足りません。
大きなポイントは――
翼は空気を「下向き」に曲げている
翼のまわりを流れる空気は、後ろに向かって斜め下へ押し下げられています。
空気を下に押せば――
その反動で翼は上に押し上げられる。
これも作用・反作用。
つまり、
- エンジン → 空気を後ろへ投げる
- 翼 → 空気を下へ投げる
飛行機は空気と本気でキャッチボールしているのです。
何百トンも飛べる理由
大型旅客機は何百トンもの重さがあります。
それでも飛べるのは、
- エンジンが大量の空気を後方へ押し出し
- 翼が絶えず空気を下方へ曲げ続ける
から。
すべてはニュートンが見つけた、
「押せば、押し返される」
というシンプルなルールの積み重ねです。
難しそうに見える航空技術も、
根っこはとても基本的な物理法則なのですね。
では、宇宙ではどうなる?
ここで最後のミステリー。
もし空気がまったくない宇宙空間で、
この飛行機がエンジンを全開にしたら――
前に進めるでしょうか?
ヒントは今日のキーワード。
- 空気を投げる
- 押せば押し返される
空気がなければ、どうなる…?
ぜひあなたの推理を理由といっしょに考えてみてください。
次に飛行機に乗ったら、
窓の外の翼をじっくり見てみましょう。
そこでは今も、
目に見えない空気との壮大なキャッチボールが続いているのです。 ✈️✨
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