ダウンウォッシュ
ヘリコプターの近くに立ったことがある場合は、ヘリコプターが空にどのように留まるかを正確に知ることができます。重量のバランスをとる空気の巨大な「ダウンウォッシュ」（下向きに移動するドラフト）を作成します。ヘリコプターのローターは飛行機の翼型に非常に似ていますが、飛行機のように直線で前進するのではなく、円を描くように回転します。それでも、飛行機はヘリコプターとまったく同じ方法でダウンウォッシュを作成します。それは私たちが気付かないことだけです。ダウンウォッシュはそれほど明白ではありませんが、チョッパーを使用する場合と同じくらい重要です。
リフトを作成するこの2番目の側面は、少なくとも物理学者にとっては、圧力差よりもはるかに理解しやすいです。 ：アイザックニュートンの第3運動法則によれば、空気が飛行機に上向きの力を与える場合、飛行機は空気に（等しく反対の）下向きの力を与える必要があります。したがって、飛行機は翼を使って空気を押すことによって揚力も生成します。これは、ご想像のとおり、翼が完全に水平ではなく、わずかに後ろに傾いているため、攻撃の角度で空中にぶつかったために発生します。角度の付いた翼は、加速された気流（上から）とゆっくりと移動する気流（下から）の両方を押し下げ、これにより揚力が発生します。翼の湾曲した上部は、真っ直ぐな下部よりも多くの空気を偏向（押し下げる）するため（つまり、流入する空気の経路を大幅に変更する）、大幅に大きな揚力を生み出します。
翼型の翼が揚力を生成する方法＃2：翼の湾曲した形状により、その上に低圧の領域（赤）が作成され、揚力が発生します。低圧は空気を翼上で加速させ、翼の湾曲した形状（および変更された気流のはるか上にあるより高い空気圧）はその空気を強力なダウンウォッシュに押し込み、飛行機を押し上げます。このアニメーションは、さまざまな迎え角（翼と流入空気の間の角度）が翼の上の低圧領域と翼が作る揚力をどのように変化させるかを示しています。翼が平らな場合、その湾曲した上面は、低圧の適度な領域と適度な揚力（赤）を作成します。迎え角が大きくなると、揚力も劇的に大きくなります。抗力が大きくなると飛行機が失速するポイントまでです（以下を参照）。翼を下に傾けると、その下の圧力が低くなり、飛行機が落下します。空気力学に基づいた、1941年のパブリックドメインの陸軍省のトレーニング映画。
なぜ空気が翼の後ろを流れ落ちるのか不思議に思うかもしれません。たとえば、なぜそれは翼の前部にぶつかり、上を曲がってから水平に進みませんか？単に水平の「逆洗」ではなくダウンウォッシュがあるのはなぜですか？以前の圧力の説明を思い出してください。翼はそのすぐ上の気圧を下げます。飛行機のかなり上にあるより高い位置では、空気はまだ通常の圧力にあり、翼のすぐ上の空気よりも高いので、翼のすぐ上の常圧の空気は押し下げられます。そのすぐ上の低圧の空気で、逆洗で翼の後ろと下に効果的に空気を「噴出」します。言い換えると、翼が作り出す圧力差とその後ろの空気のダウンウォッシュは、2つの別々のものではなくすべてです。同じ効果の一部と小包：角度の付いたエアフォイルの翼は、ダウンウォッシュを引き起こす圧力差を生み出し、これが揚力を生み出します。
これで、翼は空気を下向きに押すように設計されたデバイスであることがわかります。平らな翼または対称的な翼（または上向き）を持つ飛行機の理由を理解しやすいide-downスタント飛行機）はまだ安全に飛ぶことができます。翼が下向きの空気の流れを作り出している限り、飛行機は等しく反対の力、つまり揚力を経験し、それが飛行機を空中に保ちます。言い換えれば、逆さまのパイロットは、飛行機を空中に保つのに十分な低気圧を翼の上に生成する特定の迎え角を作成します。
どのくらいの揚力を作ることができますか？
一般に、翼の上部と下部を流れる空気は、翼の表面の曲線に非常に密接に追従します。これは、ペンで輪郭をトレースする場合と同じです。しかし、迎え角が大きくなると、翼の後ろの滑らかな気流が壊れ始め、より乱流になり、揚力が低下します。特定の角度（変動はありますが、通常は約15°）では、空気は翼の周りをスムーズに流れなくなります。抗力が大幅に増加し、揚力が大幅に減少し、飛行機が失速したと言われています。エンジンが作動し続け、飛行機が飛行し続けるため、これは少し紛らわしい用語です。失速とは、単に揚力が失われることを意味します。
写真：飛行機が失速する方法：これが風洞翼です急な迎え角で対向する空気に面しているトンネル。煙で満たされた空気の線が右から接近し、左に移動するにつれて翼の周りを逸脱しているのを見ることができます。通常、気流ラインは翼の形状（プロファイル）に非常に厳密に従います。ここでは、迎え角が急であるため、空気の流れが翼の後ろで分離し、乱気流と抗力が大幅に増加しています。このように飛行する飛行機は、突然揚力が失われます。これを「ストール」と呼びます。写真提供：NASAラングレー研究所。
飛行機は翼型の翼がなくても飛ぶことができます。紙飛行機を作ったことがあれば、それは1903年12月17日にライト兄弟によって証明されたことがわかります。彼らの元の「フライングマシン」特許（米国特許＃821393）では、わずかに傾いた翼（彼らは「飛行機」と呼んでいた）が彼らの発明の重要な部分であることは明らかです。彼らの「飛行機」は単なる布片でした。木製のフレームワークに張られており、翼型（エアロフォイル）のプロファイルはありませんでした。ライトは、迎え角が重要であることに気づきました。「本発明が関係する特性の飛行機械では、空気と1つまたは複数の飛行機の下面との接触により、装置は空中で支持されます。 -表面は空気への小さな迎え角で提示されています。」 。ライトは優秀な実験科学者でしたが、空気力学に関する最新の知識と、翼がどのように機能するかについての完全な理解が不足していたことを覚えておくことが重要です。
当然のことながら、翼が大きいほど揚力は大きくなります。翼の面積（上から見下ろした平らな面積）を2倍にすると、揚力と抗力の両方が2倍になります。そのため、巨大な飛行機（上の写真のC-17グローブマスターのような）には巨大な翼があります。しかし、小さな翼は、十分に速く動くと大きな揚力を生み出す可能性があります。離陸時に余分な揚力を生み出すために、飛行機にはフラップがあります。翼を伸ばすと、より多くの空気を押し下げることができます。揚力と抗力は速度の2乗に応じて変化するため、飛行機が対向する空気に比べて2倍速く進むと、その翼は4倍の揚力（および抗力）を生成します。ヘリコプターローターブレード（基本的には円を描くように回転する薄い翼）を非常にすばやく回転させることで、大量の揚力を生み出します。
翼の渦
これで、飛行機は後ろに空気を落としません。それは完全にきれいな方法で。 （たとえば、誰かが軍用輸送機の裏口から大きな空気の箱を押し出して真っ直ぐに落ちることを想像できます。しかし、それはそれほどうまくいきません！）各翼は実際に空気を送ります。そのすぐ後ろに回転する渦（ミニトルネードの一種）があります。鉄道駅のプラットホームに立っていると、高速列車が止まることなく通り過ぎて、巨大な吸引真空のように感じます。平面の場合、渦は非常に複雑な形状であり、そのほとんどが下向きに移動しますが、すべてではありません。中央で下向きに移動する大量の空気のドラフトがありますが、実際には翼端の両側で上向きに渦巻く空気もあります。 、リフトを減らします。
写真：ニュートンの法則により飛行機は飛ぶ：飛行機空気を地面に向かって押し下げることで上向きの力（リフト）を発生させます。これらの写真が示すように、空気はきちんと整頓された流れではなく、渦の中で下に移動します。渦は、ある飛行機が別の飛行機の後ろをどれだけ接近して飛行できるかに影響します。これは、常に移動する飛行機がたくさんある空港の近くで特に重要であり、空中で複雑な乱気流のパターンを作ります。左：有色煙は、実際の飛行機。中央の煙は下向きに動いていますが、翼端を越えて上向きに動いています。右：渦が下からどのように見えるか。白い煙は、風洞試験で小規模でも同じ効果を示しています。どちらもNASAラングレー研究所の写真提供センター。
