飛行の科学

ベイカービーチの風が由紀の凧を強く引っ張り、糸が彼女の手の中でブンブンと音を立てた。「パパ、見て、こんなに高いよ！」彼女は波の音にかき消されないように叫んだ。父親は彼女の隣に立ち、糸巻きを持っていた。突然、凧は急降下して向きを変え、砂にぶつかりそうになったが、再び風を捉えた。「うわあ！」由紀は息をのんで、糸をきつく引っ張った。「どうしてあんなに高く上がっていられるの？」

家に戻ったユキは、拾った羽を床に落としながら持っていた。「これって、ただ風が押し上げてるだけじゃないんだよね？」と父親に尋ねた。父親は彼女のノートに鳥の翼のてっぺんのような湾曲した形を描いた。「その通り、四つの力が働いているんだ」と彼は説明し、自分の絵にラベルを付けた。「揚力、重力、推力、そして抗力。これらは絶え間なく戦っているんだよ」

「何世紀もの間、人々は同じことを疑問に思っていたんだ」と、父親は秘密を打ち明けるかのように声をひそめて言った。「時間を遡って、千七百年代初頭のスイスに行ってみよう」彼らの周りの世界はきらめき、変化するように見えた。「人々は、特に水と空気を使って、物がどのように動くかを数学的に理解し始めたばかりだったんだ」

「その主要人物の一人が、ダニエル・ベルヌーイという素晴らしい科学者だったんだ」と、ユキの父は続けた。「彼は有名な数学者一家の出身でね、さぞかし夕食の会話は競争が激しかったことだろうね！」。ダニエルは数字に興味があっただけでなく、流体にも魅了されていた。「彼は流体がどのように流れ、どのような法則に従うのか、その秘密を知りたがっていたんだ」。

ベルヌーイは何年もの間、パイプの中を流れる水を研究しました。「彼は驚くべきことに気づいたんだ」とユキの父はささやきました。「パイプを狭くすると、水は速くなり、速くなると圧力が下がったんだ！」ユキはレオナルド・ダ・ヴィンチの言葉を思い出しました。「一度空を飛ぶ味を知ってしまえば、地上を歩くときも、目は空を向いているだろう。」「ベルヌーイは水を見下ろしていたけれど、彼は空の秘密を解き明かそうとしていたんだ。」

ユキのお父さんは、また彼女のノートに絵を描いた。「ベルヌーイは、空気が同じように機能することに気づいたんだ！翼の上部が湾曲しているから、空気は反対側に到達するためにより速く移動しなければならないんだ。」彼はお父さんは、速い空気が上部に低圧を作り出す様子を矢印で示した。「下にある遅い空気はより高い圧力を持ち、そして…グイッ！それが揚力だよ！」

「たった一つのアイデアが、最初の飛行機の翼の形から現代のジェット機の設計まで、すべてを変えたんだ」と彼女の父親は言いました。「エンジニアはそれを使ってレーシングカーをコースに貼り付けるようにもしているんだよ！ エッフェル塔が夏の暑さで実際におよそ十五センチメートル高くなるように、材料がこれらの力にどう対処するかは驚くべきことだね。」

リビングに戻ったユキは、紙飛行機を丁寧に折っていました。母親がジュースを持って入ってきました。「翼のてっぺんをカーブさせてるの」ユキはそう言って、自分の作業を見せました。「前に話した通り！これで空気が上を速く流れて、揚力が生まれるんだよ」。母親はノートの絵を見て微笑みました。「ああ、それが秘密なのね！」

「どこにでもあるんだね！」ユキは叫び、飛行機を部屋の向こうまで飛ばした。「ピッチャーはカーブを投げるのに使うんだ」と父親は付け加え、ボールの軌道を空中に描いた。母親は飛行機が滑空するのを見ていた。「雷が太陽の表面の五倍も熱いと知るのと同じくらい驚きだわ！」。ユキの父親は笑った。「あるいは、音が水中では空気中の四倍以上速く伝わるというのもね！」

ユキは、飛行機が枕の上にそっと着陸するのを捕まえました。「つまり、速く動く空気が低圧を作り、下からのその押し上げが揚力と呼ばれるものなんだね」と、彼女はすべてを要約して言いました。母親は飛行機を手に取り、その翼を調べました。「すごいわね。でも、揚力が飛行機を支えるものだとしたら、そもそも前に進むための推進力は何が与えているの？」