コンテンツ
人工飛行機は、鳥と同じ物理学の原理に従って飛行します。揚力と飛行を実現するには、重力を克服する必要があります。飛行機の翼は揚力を発生させる働きをし、周囲の空気の流れを曲げることでこれを達成します。翼がなければ、飛行機は単なる自動車です。
航空機部隊
航空機と鳥は、揚力、重量、抗力、推力の4つの力のバランスをとるため、飛行できます。飛行機は、揚力（翼の下面を上向きに押す力）が重力によって飛行機の重量を超えると、空中に飛び立ちます。揚力は、飛行機の周り、特に翼の周りの気流によって作り出されます。抗力は、飛行機の動きに対する空気抵抗の力です。この力は、航空機の速度が上がると増加しますが、飛行機が滑らかな、または空力的な形状の場合は減少します。ジェットまたはプロペラのいずれかの飛行機のエンジンと推進システムは、抵抗を克服するために推力を生成します。
ニュートンとベルヌーイ
2人のヨーロッパの科学者が航空機の飛行の原理を説明しました。イギリスの物理学者Isaac Newton（1642–1727）は、すべての動く物体に適用できる3つの運動の法則を列挙しました。 1つ目は、外力によって変化するように強いられない限り、オブジェクトは静止状態または均一な動きを維持するということです。 2番目は、オブジェクトに向けられた力が、その力の方向に加速することを示しています。 3番目は、すべての力に対して、等しく反対の力が存在することを示しています。スイスの数学者ダニエル・ベルヌーイ（1700–1782）は、流体力学、つまり液体と気体の流れのメカニズムの数学的な説明を開発した先駆者でした。ベルヌーイの原理として知られる彼の主要な発見は、気流の速度が増加するにつれて、その圧力が減少することを述べています。
迎え角
飛行機の翼は、水平からわずかに傾くように設計されており、飛行経路とも呼ばれます。この傾斜角は迎え角と呼ばれ、揚力を生成する上で最も重要な変数です。パイロットがエンジンから推力を加えて地上を前進させると、飛行機が動き始めます。パイロットは機首を上げて機体を上向きに回転させ、迎え角を上げて離陸します。ただし、迎え角が大きすぎると飛行機が失速します。
フロー曲率
揚力は、飛行機の翼の周りを空気が曲がることによって生成されます。気流が翼の前縁に当たると、気流は2つに分割され、一部は上面に沿って流れ、一部は下の表面に沿って流れます。翼の形状はわずかに非対称で、上部の表面積が大きくなっています。気流は翼の前縁と後縁の間を移動するときに上面にくっつき、ベルヌーイの原理に従って圧力を曲げたり下げたりします。飛行機が速度を上げると、ニュートンの2番目の運動法則に従って揚力が増加します。これにより、上面の空気の曲率が大きくなり、翼の後縁からより多くの空気が押し下げられます。飛行機が空中を移動するとき、迎え角で気流に面する翼の下側も一部の気流を下向きに偏向させます。この下向きの空気の流れは、高圧空気の上向きの流れ（ニュートンの第3の法則）で等しく反対の反応を生成し、揚力を上げて飛行機を空中に保ちます。