空気の力で空へ、宇宙へ！| 横浜国立大学北村圭一准教授

横浜国立大学理工学部機械・材料・海洋系学科北村圭一准教授

空気の力で空へ、宇宙へ！

横浜国立大学
理工学部機械・材料・海洋系学科

北村圭一准教授

30分のミニ講義を聴講しよう！空気の力で空へ、宇宙へ！

回転をかけて投げたボールは、なぜカーブするのでしょうか？　飛行機やロケット、ドローンはなぜうまく飛べるのでしょうか？　その鍵を握るのは「空気の力」です。空気がモノを浮かせる仕組みを、なるべく数式を用いずにやさしく紹介します。

先生からのメッセージ

とにかく何か興味のあることを見つけてください。もしそれがよくわからなかったら、まずは目の前のやるべきことをきちんとやりましょう。今やっている勉強は、将来、きっとあなたの役に立ちます。
私の場合は、高校生の頃に習った数学や物理がとても役に立っています。論文を書くには国語力、国際学会に行けば英語力も必要です。海外の研究者と話すと、各国の歴史が話題に出ることもあります。意外なところで役立つこともありますし、仕事に直結することもあるのです。せっかくですから、楽しんで勉強してください。

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夢ナビ講義も読んでみよう空飛ぶ車もつくれちゃう！？　空気力学の可能性

飛行機やロケットはどうやって飛ぶの？飛行機は空気の力を利用して空を飛びます。飛行機がエンジンの力で加速すると、その形状から翼の上と下を流れる空気の速さに差が生まれます。その結果、翼の下が高圧、上が低圧になって下から上に押す力がはたらくのです。これが揚力です。ヘリコプターでも原理は同じで、回転している羽根の上と下で圧力差が生まれて、上に持ち上がるという仕組みです。ロケットの場合は翼の揚力は使いませんが、羽根をつけ、空気の流れを調整し、思わぬ方向に行かないようにしています。ドローンの改良にも役立つ「空気力学」飛行機やロケットのように固定された翼を持つものを固定翼機、ヘリコプターのような回転する翼を持つものを回転翼機といいます。回転翼機の場合、一方向に回転することから、進行方向の右側と左側で揚力が不均衡になります。回転翼のドローンが当初すぐに落ちてしまったのは、これが関係しています。もちろんモータなどの問題もありますが、ドローンの改良にも「空気力学」が貢献しています。可能性がいっぱい！　空飛ぶ車地上を走り、空を飛ぶこともできる「空飛ぶ車」が構想されています。いろいろな用途が考えられますが、まずは災害や事故の際の人命救助での活用が期待されています。ドローンは災害が起きたときにものを運ぶことに使われますが、人を運ぶにはドローンでは力が足りません。
空飛ぶ車も固定翼型と回転翼型が考えられますが、固定翼型は滑走路が必要なので、滑走路なしで飛べる回転翼型の方が有望です。既存のヘリコプターだとヘリポートが必要ですし、着陸できる場所が限られますが、車に近いものであれば、いろいろな場所で活躍できます。着陸した後も、車として移動できるので、可能性が広がります。今は安全管理の面などでいろいろと議論が分かれていますが、技術ができ、多くの人が使うようになると、ルールも整備されてくるでしょう。