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オスカープレス

飛行機が離陸するときの原理とは?「なぜ飛べるの?」

      2015/11/10

飛行機が離陸するときの原理とは?「なぜ飛べるの?」

大きな飛行機が大空に舞い上がる・・・どうしてあんな巨体が飛ぶのか不思議に思ったことありませんか?

飛行機が離陸する原理は?なぜ飛べるの?

そんな疑問をまとめました。

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飛行機離陸の原理、なぜ飛行機は飛ぶの?

日本航空が保有しているボーイング747型機が離陸するときの重量は、行く先によって多少異なりますが、お客様、燃料、貨物、すべてがほぼいっぱいの状態で約350トンにもなります。車にすると350台分の重量が時速約250キロで滑走路を走り抜け、あの巨体が大空に舞い上がっていきます。

 さて、この飛行機が大空に舞い上がる秘密には2つのものが関係しています。

一つは翼にぶら下がっている“ジェットエンジン”です。

中のファンブレードが回転することによって空気を吸い込み、猛烈な勢いで後方に吐き出すと、飛行機はその反動で前進して行きます。

ジェットエンジンの能力は、この吐き出される空気の重さで表現します。

 ボーイング747型機の場合、4台のエンジンで20万ポンド(100トン)の空気が後方へと吐き出されます

(そんなとき離陸中の飛行機の後ろにいようものなら、大型トラックでも吹き飛ばされてしまいます)。

だから、わずかな時間で時速250キロ近いスピードに達することができるのです。

 そして、もう一つ必要なものは“翼”です。飛行機が時速250キロ近いスピードを出すことにより、翼の上にも少なくとも時速250キロの空気(風)が流れることになります。

翼の上面と下面の形状の違いから、上面の空気が若干速く流れます。

これによって、翼に沿って流れる空気の圧力に差が生じます。

この圧力の差の事を揚力と呼び、この力によって飛行機は浮くことができるのです。

ボーイング747型機の翼の面積は約500m2、テニスコートにすれば約2面分。

 離陸時の重量は約350トンですから、翼の面積1cm2あたり70gの差圧が生じれば飛行機が飛べるという事になります。

こんな事を考えていると、ますます空の旅の魅力が増してきませんか。

引用元-JAL – 航空豆知識

飛行機が離陸する原理って?

飛行機が飛ぶには一定の速度が必要です。

ということは、地上で停止している状態から飛行に必要な速度に達するまで、地上を走って加速しなければなりません。

飛行機が離陸するには、地上を走って加速するために、地上に長い直線のスペースが必要なのです。
 
機種にもよりますが、現代の飛行機なら長い場合で三キロほど必要になります。

また、これも機種によりますが、この直線のスペースは舗装されている必要があります。

ただ、第二次大戦前半あたりの時期では、空軍基地ですら未舗装の滑走路の方が多い国もけっこうあったようで。
 
まとめると、飛行機が飛び立つには、長さ三キロほどの舗装された直線道路が必要になります。

この直線道路のことを「滑走路」(英語では「ランウェイ」)と呼びます。飛行機はみんなこの滑走路を利用して加速し、大空へと飛び立つわけです。

引用元-飛行機の仕組み4-離着陸

離陸について。

これは簡単です。

滑走路を利用して一定の速度まで加速した後、上昇すればいいのです。

 
ただ、プロペラ式の小型機などは機体の尾部に取り付けた車輪が地面に接地している機種があります

(飛行機は尾部を下げることによって機首を上げることを以前書きました)。

この場合は十分に加速する(自然に尾部が上がります)か操縦桿を前に倒すことによって先に尾部を上げなければなりません。

それから、単発のプロペラ機の場合はプロペラが回る反動で機体が左右にぶれることがあるので、ラダーペダルで調整しなければなりません。これさえ押さえれば、離陸は問題ないかと思います。

引用元-飛行機の仕組み4-離着陸

飛行機離陸の原理~飛び立つ時に必要な力

飛行機が空に向かって

飛び立つときに必要な力が、揚力と呼ばれるもの。

そして飛行機が、より大きな揚力を得るために欠かせないのが高揚力装置です。

実は島津製作所は、そうした航空機装備品の開発を昔から手掛けています。

飛行機が短い滑走路からスムーズに離陸できるのは、この装置で主翼にあるスラットやフラップが展開し、翼に沿う空気の流れを変えながら、翼の面積を増やして揚力を得ているから。

また、時速1,000km近くで巡航する飛行機が着陸のために減速しても、ちゃんと飛んでいられるのもこの装置のおかげ。

こうした高揚力装置の製品化に不可欠なのが、安全性に対する評価です。開発現場では、空力や気圧、さらには-50℃という気温など、実際に上空で想定される負荷を課すさまざまな評価試験も行います。

24時間、何ヶ月、ときには何年も、装置を動かし続けて安全性を確かめます。

その厳しい試験に耐えられる製品を生み出すことで、私たちの技術力は世界の航空機メーカーから高く評価されています。

子供たちからも人気のある飛行機は、たくさんの人や荷物を一度に速く運ぶ乗りもの。

いつまでも飛行機を好きでいてほしいという航空機とその装備品の開発に携わる者の思いを込めて、私たちはこれからも安全性に貢献できる技術を世界に羽ばたかせていきます。

引用元-飛行機が上手に飛び立ったり着陸したりできるのはなぜですか?|SHIMADZU

飛行機の離陸推力の大きさはどのくらい?

離陸推力の大きさはどれくらいになるのでしょうか?

ここで概算を出してみましょう。

推力の大きさは、取り込んだ空気の量と、どれくらいの速度で噴出するかによって決定します。

ボーイングB777を例にしてみると、左右のエンジンの合計で約3トンもの空気を毎秒取り込んで、秒速290メートルの早さで噴出しています。

これによって生じる力は、約89トンです。

一方揚力は、翼によって、空気を加速させながら流れる方向を変えることによって生じます。

仮に飛行機の重量を300トンとするならば、揚力も300トンでなければなりません。

そのためには、翼は、約30トンもの空気を毎秒ごとに、秒速100メートルに加速させて後方に吹き下ろすことによって、ようやく300トンの揚力を生み出せるのです。

飛行機の性能を測るものさしとして、揚抗比があります。

これは揚力と推力の比です。エアバスA380の揚抗比は3.7となっていますが、他の機種でもだいたいそれくらいです。

揚抗比は、大きければ大きいだけ小さい推力で大きい揚力を得ることができる、早い話が、小さい力で飛行機を飛ばすことができるということを示します。

引用元-離陸推力の大きさはどれくらいになるの? | 飛行機の素朴な疑問を集めてみたら・・・

飛行機の離陸時の速度

離陸
—-
離陸の準備が整い、空港の管制官から離陸の許可が出ると、機長もしくは副操縦士がブレーキを解除し、スロットル・レバーを押してエンジンの出力を上げで、滑走を開始します。

一旦、滑走路上に出ると、飛行機の向かう方向は、前輪をフット・ペダルで操縦することで行われます。

機体が加速して行き、離陸するに十分な風が尾翼にあるエレベーターにあたるようになると、前輪は機体の方向を決める役目を終えます。

機体の加速状況は搭載された装置により対気速度として表示されます。

対気速度は、機体の、地面に対する速度と機体に向かって吹く風(通常、飛行機は風に向かって離陸します。)に対する速度と同じです。

離陸の速度
———-
ローテーション(引き起こし)速度と呼ばれる速度まで飛行機が加速すると操縦士は、尾翼にあるラダーを操作し、機首を引き上げます。

ラダーを操作することで揚力が増し、機体は持ち上げられ地面を離れます。

ローテーション速度はVRと略され、飛行ごとに計算され、設定される3つの重要な対気速度の1つです。

他に設定される対気速度は、その速度を超えると滑走路上での安全な停止が出来なくなるV1、V1の速度を越えた後でエンジンの1基が停止しても、飛行可能な最低の速度となるV2、と呼ばれるものがあります。

引用元-航空事情 航空ビジネス講座 初級編

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