質問:
「空気が長距離を移動して揚力を生み出す」という間違った説明がなぜそれほど人気が​​あるのでしょうか。
Krumelur
2014-01-19 20:10:29 UTC
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私が免許を取得するために学んでいたとき、私が覚えている最初の図の1つは、翼のプロファイルに関するものでした。翼の周りを回る空気と上側の空気はより長く移動する必要があるため、圧力と衝撃が低くなり、飛行機が飛んでいます。同じ説明が学校に戻っています。

他の質問を参照してください:理論が正しければ、飛行機が逆さまに飛ぶことができるのはなぜですか?

フォローアップは次のとおりです。なぜこの間違った理論がそれほど人気が​​あり、まだ本の一部なのですか?

翼が実際にどのように機能するかを生徒に教えるのは意味がありませんか?つまり、RC飛行機の会議を見るだけです。十分なエンジン出力があれば、奇妙なデザインが飛ぶことができることに驚かれることでしょう。

それは5年生が理解するのに十分簡単だからです。 :-)ああ、そして私は通常、あなたがプレートを飛ばすことができるのに十分な力があれば言う。また、説明を検討する際には、対称翼型の曲技飛行飛行機について考えてください。彼らも飛べないはずです!
しかし、コウノトリが赤ちゃんを産むと言うのも簡単です。それが正しいという意味ではありません。
そんなこと言ったことはありません! :)(それでもコウノトリを信じる人はまだいます...)。すべての深刻さにおいて、翼が揚力を生み出す「本当の」理由は、多くの異なる要因を伴う非常に複雑な主題であり、平均的なパイロットは単にそれを理解する必要はありません。一方、飛行機を飛ばす理由をパイロットに尋ねると、「魔法」や「わからない、うまくいく」よりもいい音がします。
@Lnafziger高さ10000フィートの合板とOracoverに座っていると、「魔法」がそれを最もよく表します。 :-)
この説明が間違っている理由を説明する情報源へのリンクは、特に主題に精通していない人々にとっては素晴らしいでしょう。私はあなたが間違っていると言っているわけではありませんが、答えをよりよく理解するのに役立ちます。
http://aviation.stackexchange.com/questions/466/how-do-i-explain-what-makes-an-airplane-fly-to-grandmaも参照してください
これは書き直しが必要かもしれないと思います-現状では、基本的に意見を求めているので、正しい答えはありません。私はこのトピックが大好きですが、これをさまざまなサブ質問に分割することの問題だと思います。おそらくこれは今週の良いトピックのアイデアですか?
この回答(ちなみに受け入れられたものではありません)は、リフトの「実際の」説明を与えるためにあなたがしなければならないことのいくつかを示しています:http://physics.stackexchange.com/a/77735。 NASAには、さまざまな説明とその何が問題になっているのかについてのWebページもあります:http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/lift1.html。ウィキペディアもそれをうまくカバーしています:http://en.wikipedia.org/wiki/Aerodynamic_lift
@Lnafziger対称翼は迎え角なしでは揚力を生成しないため、6年生の近似を実際に信用することはありません。迎え角があるので、よどみ点を動かして、片側をもう片方より長くします。
奇妙なデザインのラインに沿って、古い再突入プロトタイプNASA M2-F2(無動力)とM2-F3(ロケットエンジン)があり、「長い」側(膨らみ)が下部にあります。また、尾は鈍く(ロケットエンジンが行くところです)、鋭い後縁はありません(クッタ条件)。揚力比は低いですが、これは再突入プロトタイプであるため、揚力比を高くすることは目標ではなく、宇宙船/航空機は極超音速に対処する必要があります。 YouTubeビデオへのリンクhttps://www.youtube.com/watch?v=qxe0Do5Jleo。
二 答え:
#1
+30
p1l0t
2014-01-20 00:15:14 UTC
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簡単に言うと、ニュートンの第3法則とベルヌーイの効果は、同じ現象を説明する2つの異なる方法です。両方を説明するために正確な方程式が書かれています。ニュートンの第3法則、つまり空気が押し下げられて飛行機が押し上げられることは、原因ではありませんが、実際には揚力の効果です。揚力の原因は圧力の変化です。

教えられる誤りは通常、2つの小さな空気粒子が実際には下流の後縁の同じ点で出会うというものです。同時に翼。これは完全に誤りです。実際、2つの空気粒子を実際に追跡する場合、1つは上部に、もう1つは下部にあります。翼の上部を通過するものは、下部にあるものよりもはるかに早く到着する可能性があります。 【距離は長くても】それだけのスピードを出します。また、実際にはその後はまったく会うことはありません。

本当の重要な関係(ジョン・D・アンダーソンの本を使用してERAUの高度な空気力学のクラスで学んだ はじめに飛行 )はクッタ・ジュコーフスキーの定理です。プライベートパイロットの学生にこれを説明するために時間をかけることはおそらくあなたの時間と彼らの時間の無駄になるでしょう、しかし私は質問に公平であるためにとにかくそれをここに要約します。マッハ.3<前後で複雑になり始めるため、非圧縮性流れを想定します。

Kutta-Joukowskyの定理は、速度の積分に、閉じた曲線に沿った距離の増分角度の余弦を掛けたものです。これは循環と呼ばれる量です。次に、揚力が密度(基本的には高度)×速度×循環に等しいときに揚力方程式が形成されます。したがって、本当に詳しく知りたい場合は、潜在的なフロー理論を説明する MITの記事をご覧ください。

揚力の原因は、圧力の変化が揚力を生み出すというベルヌーイの原理に直接関係していることがわかります。 ただし実際には出会うことはないため、後縁で出会う粒子とは何の関係もありません。これもニュートンの第3法則を軽視するものではありません。リフトはそのように説明できますが、実際の原因ではなく、リフトの効果です。そして、はい、あなたが言ったように、例えば平板でさえ、風洞で右に傾けると揚力を生み出すことができます。

平板揚力を直接揚力と呼び、翼差圧(ベルヌーイ)によって生成される揚力を誘導揚力と呼ぶのは合理的でしょうか?また、2つの参照に感謝します。
湾曲した翼と平板はどちらも同じように揚力を生み出します。湾曲した翼によってさらに減少するのは、実際には抗力です。公平を期すために、境界層をより長く取り付けたままにしておくと、より多くの揚力が可能になります。翼の形状は、空気の流れをより長く保つためにあります。一般に、より多くの非粘性流が必要ですが、実際には、その非粘性流を付着させ続けるのは粘性境界層です。そのため、翼の形状は、気流の分離(失速)を起こさずに流れを保持できる最小の境界層を作成するバランスになります。
航空機とその使命(曲技飛行、訓練、戦闘機、旅客機、農薬散布機など)に大きく依存することを付け加えておきます。
翼によって生成される揚力は、翼によって下向きに偏向された空気の質量に、翼が前方に移動するときに空気に与えられる加速度を掛けたものに正確に等しくなります。ニュートンの第2法則は、翼が揚力を生み出す理由です。ベルヌーイの方程式はF = MAから導き出されます。
それは正しいです。
-1
科学についての最もよい部分は、あなたがそれを買うかどうかにかかわらず、それがまだ真実であるということです。とにかく、私は原因と結果の違いをかなりよく説明し、さらに読むためのいくつかの素晴らしい情報源を含めたと思います。圧力変化は他の何かの影響であり、他の何かの影響であるなどと言うことができますが、それは永遠に続く可能性があります。私の主張はまだ有効です。また、「クッタ・ジュコーフスキー」と簡単に言うだけでなく、できる限り説明し(段落全体)、MITからの記事を引用してさらに説明しました。
@sdenham:そもそも、翼が空気を下向きに偏向させることを説明するには、流体力学が必要です。
これは私がいつもするのと同じ議論です。これを落とし穴の質問として使おうとする人々にいつもイライラします。私はジェットエンジンのブレードを設計していましたが、それらには間違いなく「吸引」側と「圧力」側があり、リフトを作成していました。もちろん、流れの方向も変えましたが、それは常に「効果」と見なされていました。
#2
+20
Steve V.
2014-01-19 23:16:04 UTC
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翼が実際にどのように機能するかを生徒に教えるのは理にかなっていますか?

いいえ、そうではありません。

(良い)CFIを尋ねますそして、生徒が本当に正しく理解する必要のある特定のトピックがあることを教えてくれます。例:

  • 安定したアプローチとは何ですか?どのように飛行しますか? (残念な数の学生は、それはずっと同じ対気速度を維持することを意味すると私に言います)
  • なぜ私たちは小道具エリアをクリアするのですか? (これは簡単すぎて失敗すると思うかもしれませんが、スロットルの手に指を置いているよりも、エンジンをクランキングするまで「クリア!」と叫んでいない生徒がたくさんいます。 / em>。)

など。

翼が実際にどのように機能するかはこれらのトピックの1つではありません-誤解の結果安定したアプローチは、それを台無しにし、着陸がひどい(または危険でさえある)ことです。小道具の安全性を誤解すると、誰かが手を失ったり死んだりします。翼が揚力を生成する方法を誤解した結果は...まあ...とにかく翼は飛行し続けます。

今、学生が航空宇宙エンジニアである場合、彼らは実際の話を知る必要があります、しかし、パイロットの場合、彼らはキャリア全体にわたって無知を続けることができ、悪影響を受けることはありません(バーで航空宇宙エンジニアに会い、戦いに参加しない限り)。

要点を拡張するために、私は私自身、GPSを正しく理解するには相対性理論に入る必要があると生徒に言いますが、機能的であるが正しくない理解のためには、それを「DME-in-space」と考えることができます。 いくつかのレベルで非常に間違っていますが、翼の圧力差の説明と同じように、そのカテゴリの学生のニーズを満たすには十分です。

私はこの答えに同意しますが、翼が揚力を生成する方法についての「簡単な」説明があり、それは明らかに間違っておらず、いくつかの一般的なシナリオを説明することさえできなかったとしたらいいでしょう。つまり、彼らはこの間ずっと私たちに嘘をついているのですか? :)
@Lnafziger-ええと、1つには、TBO時間の本当の理由は、そこにあるホイールのハムスターを交換することです。
ハハ、それは1つの強力なミュータントハムスターでなければなりません!
私もこの答えに同意しますが、私自身の答えでは明らかに間違っていなかったリフトの説明を、さらに読むためのいくつかのリンクとともに撮影しました。それでも、彼に投票を与えた。学生に関しては、臨界角まで引き上げることができ、それ以上持ち上げることができないことを知っておく必要があります。私がそこで何をしたか見てください。
あなたの両方を賛成した。
その詳細に何かを適切に説明する必要はありません。 GPSでさえ、何かを本当に理解していれば、数学なしで説明できます。 GPSは、何かが起こるのにかかる時間を測定する非常に正確な時計、この場合は無線信号のために機能し、複数の場所から非常に高速に複数回実行されます。位置をより正確にし、計算を簡単にするために、時計は本当に遠くにあります。それらはまた遠くにあるので、それらの使用量を減らすことができます。
@RowanHawkins-その通りです。すべては数学なしで*記述*することができます。数学なしですべてを*理解*できるわけではありません。
「スロットルハンドに指を置いているよりも多くの学生が、すでにエンジンをクランキングするまで「クリア!」と叫んでいません。」 -学生だけではありません。私は、複数の免許を持ったパイロットが「クリア」と叫び、その後、誰もが耳を傾けて邪魔にならないようにするために必要な時間を与えずに、スターターをクランキングするのを見ました。


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