紙飛行機の推進力について

質問

薄い紙で作った紙飛行機を高いところから滑空させることを楽しんでいるのですが、グライダーと同じ原理で前に進むのだろうと思っていました。イメージとしては推進ではなく後ろから空気に押されているようにも想像できるのですが、どうなのでしょうか。また斜面を滑り落ちる物体のようなものにも似ているのではないかとも考えています。このような考え方にも正しい部分があるのでしょうか。

回答No.2

noname#195146 · ベストアンサー

位置エネルギーを運動エネルギーに変えています。物が落下するのと同じです。

　しかしすとんと落ちず、空気を利用してゆっくり落ちるようにしています。パラシュートも同じく空気を利用してゆっくり落ちるのですが、グライダー（紙飛行機もグライダーの一種）は最初から水平方向にも速度を持っており、進行方向については空気抵抗が少ないように設計されています。

　それで推進力を持たずに、あのように空気の中を滑るように進めるわけです。速度が落ち過ぎると不安定になり、失速状態などの制御不能な状態に陥りますので、適度に高度を下げて、位置エネルギーを運動エネルギーにかえ、速度を上げます。

　上昇気流を利用すれば、速度を落とさずに、また高度を上げることもできます（パラシュートも真下から強風があれば上がって行ってしまう）。そうしたことを踏まえまして。

>推進ではなく後ろから空気に押されているようにも想像できるのですが、どうなのでしょうか。

　こちらは、ちょっと外れです。空気を利用して斜めに落ちて行っているのです。ですので、

>また斜面を滑り落ちる物体のようなものにも似ているのではないかとも考えています。

は当たっています。大雑把には、グライダーより下の空気が斜面みたいなものになっていると考えて差し支えありません。

お礼

勉強いたします。ご教示ありがとうございました。

回答No.4

BASKETMM

1．グライダーと紙飛行機の本質的な違いは、重さ（正確には質量）と下から見た面積の割合です。（面積分だけ空気が支えている。）
１．１．面積あたりの重さが大きいグライダーは前に進む速度が可なりなければ、落ちてしまいます。翼に当たる空気流からの揚力が大切です。

１．２．面積あたりの重さが小さい紙飛行機では、空気の流れの影響を強く受けます。上昇気流というと大げさですが、空気流が少しでも上向きならば、舞い上がります。

１．３．真下に落ちようとする時を考えると、落ちることに対する空気抵抗があります。紙飛行機は、この空気抵抗の影響を大きく受けるので、前に進む速度が小さくても落ちにくいのです。

２．前項と似ていて異なるのは比重の差です。紙の場合には、木の葉が水に浮かぶように空気の中で、なかば浮かんでいます。（浮力の差）

以上は、何故落ちないかというお話で、前へ進む推進力とは無関係。ご質問の答えにはなっていません。

３．グライダーも紙飛行機も、落ちてくることには変わりがありません。他の方が云われるように、位置のエネルギーが減ってきます。このエネルギーを前向きに上手に変化させて、機体は前進します。それが機体の形状ですね。機体は後ろ向きには飛びませんし、横向きにも飛びません。それでも、左右に曲がったり、傾いたりするのは、機体の形状のためです

３．１．グライダーでは補助翼を操作すれば、飛ぶ方向などに変化を与えられます。

４．グライダーの場合、重さが大きく、比重も大きいので、飛び立つときの初速の影響も考えるべきかと思います。紙飛行機では、そっと投げ出しても、強う抛り投げてもあまり差はありませんね。

以上です。グライダーと紙飛行機の差について考えたこともありませんでした。面白いご質問に感謝します。私の考えが違っていたら訂正して下さい。

お礼

詳しくご教示いただきありがとうございます。紙飛行機は投げないで高くあげて手を離したときのほうが生き物のように飛ぶので気に入っています。投げるとへなへなしてしまうような薄い紙で作った時はとくに興味深い飛び方をしていると思います。

回答No.3

txr002

航空力学は結構複雑で「なにかひとつ理解すればわかるようになる」というものではありません。正しく理解するにはかなり勉強が必要です。

＞グライダーと同じ原理で前に進むのだろうと思っていました。

いいえ、原理的には紙飛行機もグライダー(滑空機）も飛行原理は全く同じです。

＞推進ではなく後ろから空気に押されているようにも想像できるのですが

これはちょっと意味がわかりませんが、
空気が機体に及ぼす力は抗力、つまり抵抗です。この抗力には主に二つあり、空気の粘性(粘りけ）による摩擦抵抗と、揚力の発生に伴う誘導抵抗です。この抵抗でロスする分、機体は位置エネルギーを消費し続けます。

＞また斜面を滑り落ちる物体のようなものにも似ているのではないかとも考えています。

かなりおおざっぱに言えばそのようにも言えますが、本質的には違います。
揚力で釣り合っている分機体は宙に浮いていられるのであって、空気にのっかているわけではありません。イメージで言えば機体は上に引っ張り上げられているのです。

お礼

機体が沈もうとするとき、前に向かって空気によって押されるというように考えられないでしょうか。逆にいえば沈もうとしないとそのまま落ちてしまうというようなことはないでしょうか。というように想像してしまいます。ご教示ありがとうございました。

回答No.1

kyo-mogu

落下する力を利用しているのでは？　高い位置から低い位置へ移動する。その時に空気があるので、翼を使って、ゆっくりと落下。

お礼

どの方向に落下するかを決めるのが翼の役割ということでしょうか。ご教示ありがとうございます。