ノート:揚力

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「流体」と書きましたが、水中でも成り立つのでしょうか。

成り立ちます。水中翼船という例をご存じないですか?

キャンバーと迎角[編集]

揚力に関して疑問があり、航空機や流体力学の本を読みましたが、どうも的確な説明がなされていません。疑問とは、普通の翼が生み出す揚力はキャンバーと迎角の両方で作られているのではないかという事です。私の頭では両者によって生み出されているのですが、ある本では翼が生み出す揚力はキャンバーで作られているとされ、他の本では迎角で作られるとされていて、どうも全ての著者は人に説明できるほどには最も肝心の点を理解していないのではないか?もしかすると宗教論争のように「揚力キャンバー派」と「揚力迎角派」に分かれて争っているのかと変な想像さえしてみたくなります。

どこかに「普通の翼が生み出す揚力はキャンバーと迎角の両方で作られている」という一文があれば疑問は解消するのですが、ここ「揚力」でも迎角による揚力の説明だけです。もっとも「揚力係数はほぼ迎角に比例する」という部分での「ほぼ」という言い切っていない点にキャンバーによる揚力の余地がありそうですが、キャンバーへの言及はありません。

私の物理への理解がよほどバカになっていない限り「キャンバー」と「迎角」は別々だと思うのですが、過去いくつかの本では両者が同じとして扱われていましたし・・・

という訳で、どなたかご存知の方、ご説明いただけませんでしょうか?また、可能なら、どうして流体力学関係の著者は読者に明確に説明が出来ないか考察していただけませんか?他の分野の疑問なら本を2~3冊も読めば絶対に判るのですが。Tosaka 2008年3月24日 (月) 14:51 (UTC)

こんにちは。「普通の翼が生み出す揚力はキャンバーと迎角の両方で作られている」で構いません。要するに、翼で考えると、一様流の向きと翼弦を重ねたとき、この線(面)に対して非線(面)対称になっていれば、一様流に垂直な力の成分が生まれるので、それが揚力ということになります。そんなの当たり前だろって言われそうですが。
……と、個人的にはこの理解ですっきりすると思ってるんですけど、ハッキリこう書いてある文献はなかったかもしれません。独自の研究ですね。でもこういう風には書いてなくても、キャンバと迎え角については、ちゃんと or か and/or という風には書いてたんじゃないかと思いますが……。時間があればあたってみます。
ともあれ、迎え角ゼロのときに一様流に対して対称な翼、いわゆる対称翼を基本とすれば、a) キャンバをつけても、b) 迎え角をとっても、結果は一様流に対して非対称となり、揚力(上向きか下向きかはともかく)が生じます。もちろん、多くの場合は (a) (b) を両方とも使っているわけですが。逆に、正のキャンバをつけた翼型であれば、迎え角が0でも揚力が生じているので、迎え角を少しマイナスにしてやったときに揚力0が達成され、これがゼロ揚力角と呼ばれます。まぁ本に書いてあったと思いますけど。
あ、ところで、いま考えている流れは、もちろん粘性流れで、Re は 106 とかそれくらい、Mach も 1 より十分小さいという状況でいいですよね。あと相対流れは一様で定常的、ということで。
「ほぼ」というのが暗示している内容はいくつか考えられますが、
  • キャンバを含め、翼型自体が変形する可能性の考慮(Kruger flapとか)
  • 失速角くらいまでしか線形ではないよ、という含み
  • 失速角までだけを考えても、翼型や Re (M もかな?)によっては線形性が悪いことがあるよ、という含み(失速角がハッキリしない場合もある)
などがあるでしょうか。--.m... 2008年3月28日 (金) 04:17 (UTC)
こんにちは、ご丁寧な回答をいただきありがとうございます。おかげさまでスッキリ致しました。こういう疑問って私だけではないのではと思い、書き込みさせていただきました。では、ありがとうございました。--Tosaka 2008年3月31日 (月) 15:19 (UTC)
(一年半前の自分の疑問へのレスになります)まったく蛇足ですが、上で「もしかすると宗教論争のように……分かれて争っているのか」と書きましたが、いま読んでいる本に「翼に揚力を発生させる仕組みにはいろいろな条件や理論があり、紛糾を呼ぶところです」と書かれていまして、どうやら多くの書籍では筆者の自説の説明のみで他説への言及が行われていないのは本当のようですね。科学図書を執筆するのならば他者の説にも言及してもらいたいものです。少なくとも書籍に関しては流体力学界の程度の低さが伺えますね。
  • 小峯龍男 『よくわかる最新流体工学の基本』 秀和システム、2006年4月6日第1版第1刷発行、ISBN 4798012831
--Tosaka 2009年10月30日 (金) 13:45 (UTC)

だいぶ時間が経ってますし、上の方が充分説明されており、まさに蛇足ですが、現在の記事の内容にも関係あり、と思い書き足します。「こういう疑問って…」、その通りと思います。同様の(揚力が翼型と迎角の両方により、片方だけで説明(理解)しようとすると誤解を招く(誤解する)という)注意は、かなり昔の、ライフサイエンスライブラリー『飛行の話』にも書いてありました。子供向けの平易な解説です。翼型の記事も含め、例えば、1.迎角0のはずの翼で気流が下向きの図がありますが、気流を上にも下にも曲げないのが迎角0ですので、図は最初から間違いで、さらに、2.翼の後が迎角と同じ働きをする、とありますが、もし仮にそうだと仮定しても、翼を前後に分割して考える事ができれば、前と後の揚力が差引き0になる事が容易にわかると思います。もっとも、机上の計算より経験を重視する人で、凧揚げの経験があれば、間違いに直感的に気づくはずですが。--仕事中の会話) 2012年7月28日 (土) 08:00 (UTC)1.に「ネット上の図の中には」を追加します。--仕事中の会話) 2012年7月29日 (日) 05:28 (UTC)

作用点と力の向き[編集]

以前から、ここの揚力の説明で「反作用」を持ち出すことに違和感を表していた者ですが、この度新たに何枚かの図が追加された中に「作用点」の位置とその作用の向きを明らかにするものがありませんね。 揚力の説明で「反作用」を説くのであれば、表記の2点を図で明らかにされては如何でしょうか?

というのも、以前から申し上げている通り、揚力については初心者が陥り易い間違った理解があり、「反作用」というキーワードは非常にこれと結びつき易いのです。その「誤解」との違いを明確にするために、是非とも前出の2つのポイントを明らかにされることを望みます。


揚力の作用点は任意の位置に決めることができますから図示することにあまり意味は無いと思われます。作用点を図示するよりは翼の圧力分布示した方がわかりやすくなると思います。--蛍烏賊会話) 2014年5月20日 (火) 11:45 (UTC)