Topics2022/07/19

卒研指導「揚力って、重力の反対向きじゃないんですか?」

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卒業研究で風洞試験を行っている学生がいます。
3月に行った風洞試験の結果を紀要(本学が刊行している論文集)の原稿をまとめる際に、揚力のプラス/マイナスの定義を学生とディスカッションしていた際に学生から出た質問です。

たしかに、空を飛ぶ航空機の鉛直方向の力のつり合いは「揚力=重力」です。
ところが、揚力の定義として、これは必ずしも正しくありません。

というのは、風洞で力を計測する場合に、模型をひっくり返して風洞試験する場合があるからです。これらの事例を示しつつ、「もし、宇宙ステーションで風洞試験したらどうなる? 重力がないのだから下向きを定義できないけど、風洞で揚力を計測することは可能だよね」と補足。
でも、質問ができるということは、自分で理解しようとしていることの証拠なので「質問するのは良いことだ」と添えておきました。

なお、専門書(牧野光雄の航空工学の基礎)には「空気力を流れの方向とこれに垂直な方向の成分に分解し、前者を抗力、後者を揚力と呼ぶ」とあり、下向きに限定されていません。