is an airplane here

ここに飛行機がある

ok, so you probably already knew that

もう知っているだろう

if you've flown in one or maybe you've just seen them fly

乗ったことがある人はもちろん、飛んでいるのを見たことがある人でも

but even if you've seen them or been in one

しかし、たとえあなたがそれらを見たり、1つの中にいたとしても

do you know how they work? Is it magic?

どうやって動くか知ってる？魔法なの？

wingardium leviosa!

ウイングアルディウム・レヴィオーサ！

Are there invisible fairies that hold the plane aloft?

飛行機を宙に浮かせている目に見えない妖精がいるのでしょうか？

Alright men we've got a busy morning and lots of flights to carry

さあ皆さん、忙しい朝を迎えていますが、たくさんのフライトを運ぶことになりました。

or is it science?

それとも科学か？

Well, you guessed it the answer is indeed: science

さて、あなたはそれを推測して、答えは確かにあります：科学

That's ridiculous!

馬鹿げている!

What?

何だと？

so to discuss how airplane flies we first have to talk about the forces on

飛行機がどのように飛ぶのかを議論するためには、まず、飛行機がどのように飛ぶのかを議論しなければなりません。

an airplane

ひこうき

which pushed around and all sorts of different directions

振り回されたり、いろいろな方向に押し回されたり

Now we're gonna focus on airplanes today

さて、今日は飛行機に焦点を当ててみます。

because they're awesome

なぜなら、彼らは素晴らしいから

most of these courses apply to any other vehicle

これらのコースのほとんどは他の車に適用されます

The first force acts on all these vehicles

第一の力は、これらのすべての車両に作用します。

really it acts on everything

然る事ながら

it's the weight force, which points down

それは下を向いている重量の力である

towards the center

中心に向かって

of Earth

地の

Weight

重量

is equal to the mass of the airplane m, right here, times acceleration due

は飛行機の質量M、ここでは加速度の倍に相当します。

to gravity. Here on earth

重力に合わせてここ地球上では

g is equal to 9.81

gは9.81に等しい

meters per second squared

毎秒メートル二乗

now that's only for earth

此れは地球だけの話

the acceleration due to gravity really depends on the mass of the planet

重力による加速度は惑星の質量に依存する

that your on

乗っていること

the larger the planet the higher the gravity

大惑星ほど重力が大きい

so, 9.81 meters per second squared here on earth. On the moon

地球上では秒速9.81メートルです月面では

however is smaller than earth so the acceleration due to gravity is only

しかし、地球よりも小さいので、重力による加速度は地球の方が大きいだけです。

one sixth

六分の一

that on earth - one point six meters per second squared

それは地球上の一点六厘の二乗

this is why astronauts can bounce high on the moon

これが宇宙飛行士が月面で高く跳ねる理由

but not on earth

地に足らず

this isn't nearly as much fun

これはこれでおもしろくない

obviously there has to be another force opposing the weight and pushing the

明らかに重さに反対する別の力があって、それが

airplane up

ひこう

this force

此の力

is called lift

と呼ばれる

Lift operates perpendicular

リフトは垂直に動作します。

to the airplane's wings, which are

飛行機の翼には

right here in the side view

横から見て右側

now

此の度

if these are only two forces our aircraft will be able to go up and down

これが二つの力であれば 我が国の航空機は上にも下にも行ける

but it won't go anywhere so we have to have a force that pushes the airplane forward

しかし、それはどこにも行かないので、飛行機を前方に押し出す力が必要です。

and this

此れ

is called thrust

と呼ばれる

all vehicles have thrust otherwise

全車推力

they wouldn't go anywhere like our airplane

うちの飛行機のようにどこにも行かない

Why didn't you buy a car with thrust?

なぜ推力のある車を買わなかったのか？

I'm sorry. We can at least roll down the hill

すみません。丘を転げ落ちるくらいはできる

On the aircraft this thrust is produced by engines

航空機では、この推力はエンジンによって生成されます。

There are two main types of engines

エンジンには大きく分けて2つのタイプがあります。

we have propellers like this little guy right here

ここにはこんな小さなプロペラがあります

and jet engines, like our first model

とジェットエンジンを搭載した初代モデルのような

Whatever the type of engines, they all work by the same principle

エンジンの種類にかかわらず、すべて同じ原理で動作します。

So we draw a little

だから、私たちは少し描いています。

side view of an engine here

機関側面図

The engines excelerate air

エンジンは空気を得意としています。

out the back

うらがわ

this direction

此方

and by newton's

ニュートンの

third law

第三法則

there's an equal and

並々ならぬものがある

opposite reaction and that's the thrust force

反対の反応とそれは推力です。

pushing the aircraft forward

おしあげ

this is really the same thing that happens when you blow up a balloon and

これは本当に風船を膨らませて

you let it go. The air comes out the back and the balloon

あなたはそれを手放す。後ろから空気が出てきて、気球が

moves forward

進む

We have a force that opposes the

に対抗する勢力があります。

thrust - it's called drag and it points opposite

推力 - それは抗力と呼ばれ、それは反対側を向いています。

the direction of flight

ひこうほうこう

The major type of drag is pressure drag which is the force caused by the air

主な抗力の種類は、空気によって発生する力である圧力抗力です。

smacking into the airplane

飛行機への叩き込み

so we try to minimize this type of drag by making the airplane as

このタイプの抗力を最小限にするために、飛行機を

aerodynamic as possible

空力的

that means that has smooth lines

ということは

in the air flows nice and cleanly the over the front here

綺麗に空気が流れています。

you can feel the pressure drag when you stick your hand out the window moving car

窓から手を出すと圧力の抵抗を感じることができる

uh...

あの...

honey your hand

はちみつの手

you hand please

お手並み拝見

when your hand is horizontal it's aerodynamic and you really don't feel a

あなたの手が水平であるとき、それは空気力学的であり、あなたは本当に感じることはありません。

lot of drag. But if you slowly turn your hand vertical

ドラッグが多いしかし、ゆっくりと手を垂直にしていくと

you can really feel the drag increasing

抵抗が増えるのを実感できる

So these are four forces on the airplane

これが飛行機の4つの力なんですね。

But perhaps you're thinking:

しかし、もしかしたらあなたは考えているのかもしれません。

so this really cool and everything

だからこれは本当にクールで、すべてのもの

but how do we increase and decrease the airplane's lift to move up and down

しかし、どうやって飛行機の揚力を増減させて上下に移動させるのでしょうか？

that's a great question

仰せの通り

Well, let's look at the equation for the magnitude of lift per unit wing

では、単位翼あたりの揚力の大きさの式を見てみましょう。

area. We'll call that L

エリアをそれをLと呼ぶことにします

L equals

Ｌに等しい

one-half

はんぶん

times rho times C_L times v squared

倍 rho 倍 C_L 倍 v の二乗

it's that simple

そう簡単にはいかない

okay okay okay I'll tell you what each of these means

大丈夫大丈夫大丈夫大丈夫......これらのそれぞれが何を意味するのかを教えてあげよう

so rho, it's not a "p", it's the greek letter rho

rho, it's not a "p", it's it's a greek letter rho

rho is the density of the air which is a measure of the number of air

rhoは空気の密度であり、空気の数を表す指標である。

molecules in a certain volume

一定量の分子

density of the air varies with altitude and temperatures

空気密度

so as you go higher up

となると

there the air is thinner and so the density is lower

あっちは空気が薄いから密度が低い

if we want to simplify things we generally use the standard density

簡略化したい場合は、一般的には標準密度を使用します。

which is 1.2754

1.2754

kilograms

キログラム

per meters cubed

立方メートルあたり

v, here, is the speed of the aircraft or how fast it's traveling

v, ここでは、航空機の速度またはそれが移動しているどのくらいの速度である

and C_L is something called the coefficient of lift

で、C_Lは揚力係数と呼ばれるものです。

it's a number of that gives us some information about the shape of the

の形状についていくつかの情報を与えてくれます。

aircraft's wings

翼

these things right here

これらのことをここに

the coefficient of lift changes with the angle of attack. Angle of what?

揚力係数は 迎角によって変化します何の角度？

Aircraft can pitch up

航空機は、ピッチアップすることができます

and down. And even if their pitched up

とダウンしています。そして、たとえ彼らがピッチアップしたとしても

they're still travelling

まだ旅を続けている

in a horizontal direction like that

斯く横方向に

now

此の度

the angle formed here by the horizontal direction of travel

横方向の進行角

and the direction of the aircraft's nose

と機体の機首の向きを確認します。

is called the angle of attack. And we denote that with the greek letter

は攻撃角と呼ばれていますギリシャ文字で表すと

alpha

アルファ

so you can make a little

を作ることができるように

plot here of that. We're gonna put coefficient of lift

これをプロットします揚力係数を入れます

up on the y axis and the angle of attack

Ｙ軸を上にして、攻撃角を

down on the x axis

Ｘ軸下

so as the airplane starts to pitch up

そうして飛行機がピッチアップし始めると

If I can get a hand here Thank you.

ここで手を貸すことができれば...ありがとうございます。

as the aircraft starts to pitch up

ピッチングアップに合わせて

the coefficient of lift increases

揚力係数が上がる

this is a good thing because

然る事ながら

we have more lift

私たちはより多くのリフトを持っています

as we continue to increase we eventually reach a point

増し続ければ増えるほど

where we keep pitching up but

投げっぱなしでも

the left starts decreasing

左下がり開始

this is something called

と言うところの

stall

屋台

and it's

で、それは

it's not a good thing

縁起が悪い

so hot we generally avoid pitching up this much

暑くてもこれくらいの投球は避けたい

there's a similar equation for the drag per unit wing area: D

単位翼面積あたりの抗力についても同様の式があります。D

D equals 1/2 rho

Dは1/2Ρに等しい

not C_L - that really wouldn't make any sense

C_Lではありません。

C_D

シーディー

as you can guess it's the coefficient of drag

お察しの通り、抗力係数です。

times the velocity squared

倍の速度二乗

the coefficient of drag is - it's another number that tells us something about the

抗力係数とは - それは、私たちに何かを教えてくれるもう一つの数字です。

wings

翼

and it also varies

また、それはまた変化します

with the angle of attack, so as the angle of attack increases (oh, thank you)

攻角が上がるにつれて（あ、ありがとうございます

the coefficient of drag increases as well. Thank you very much

は抗力係数も増加します。ありがとうございました

this

此れ

is because

というのは

as the aircraft is pitching up

機体がピッチアップしている間に

there is more wing area perpendicular

翼面積は直角の方が多い

to the flow

流れに合わせて

Now, this reminds me of something that we talked about earlier

さて、これは以前に話したことを思い出します。

exactly this is very similar to whenever you hold your hand

是が非でも手を握れば

out the window of a car

車窓の外

and so

然るが故に

that's

然れば

pretty much everything you need to know about how an aircraft flies

飛行機の飛び方は何でも知っている

so the next time your on an airplane or

だから次は飛行機か

you just see one

いっぽんにしかみえない

you can really know exactly what it is that's keeping it up in the air

あなたはそれが空気中でそれを維持していることを正確に知ることができます

nope… no it's not them either

いや、彼らでもない。

ah... there you go now you got it

ああ...これでいいんだよ