航空機の翼の湾曲した形状は、翼端の渦によって生じる抗力の量を減らすのに役立ちます。抗力の量を減らすことで、航空機はより効率的に飛行し、燃料の使用量を減らすことができます。
頻繁に飛行機を利用する方なら、飛行機の翼に何か奇妙なものを見たことがあるかもしれません。翼の端に追加のコンポーネントがあることに気付いたでしょう。かなりスタイリッシュに見えますね。ある意味、魚のヒレや尾のように見えます。いくつかの端は上向きに曲がっていますが、他のいくつかは楕円形です!航空機の翼のこれらのセクションはウイングレットと呼ばれます .
「ウィングレットは、翼端の渦を減らす主な機能を持つ翼構造の追加の構造コンポーネントです。航空機が動いているときの翼の上面と下面の間の圧力差に.」
それはあなたの教授の膝を賞賛に弱くするような定義ですが、この定義を小さなステップで見ていきましょう.ウィングレットを理解するために、まず航空機がウィングレットを必要とする理由を理解しましょう。
渦とは?
翼は、基本的に「流体の圧力は空間内の速度に反比例する」と述べているベルヌーイの原理の結果として機能します。航空機が動いているとき、気流は翼の前縁 (前部) で分割されます。翼が航空機の胴体に固定されている角度により、翼の上面よりも下面に高い空気圧がかかります。これにより、翼の上部と下部の間に圧力差が生じ、揚力 (航空機の上方への動き) が発生します。
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流体の性質として、圧力の高いところから低いところに向かって流れます。この原理に従って、空気は翼の下の高圧から翼端の周りの翼の上の低圧に移動する傾向があり、航空機が移動すると渦 (ミニトルネード) が形成され、後に残ります。
これが航空機の懸念事項である理由
抗力 (空気抵抗) の重要な原因は、実際には翼の下の高圧によって引き起こされます。これにより、空気が渦になってスピンオフする前に翼端を越えて上昇します。翼端の渦は性能を阻害し、燃費、航続距離、航空機の速度を低下させます。空では美しく見えるかもしれませんが、実際には同じ地域を飛行する航空機が安定性を失い、緊急事態につながる可能性さえあります.
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環境要因も、ソリューションの必要性に影響を与えます。渦によって引き起こされる抗力のために、より多くの燃料を消費する必要があり、その結果、CO2、その他の人工微粒子、および騒音の排出量が増加します。
ソリューション – ウィングレット:
渦の形成を回避するために、可能な限り 2 つの解決策が検討されました。 1つは、無限に長い翼を製造することでした。下面と上面から気流が完全に分離されるため、渦の形成が防止されます。かなり法外に聞こえますか？明らかに、これにはいくつかの大きな問題がありました。
もう 1 つの解決策は、構造コンポーネントを導入して 2 つの差圧領域を分離することでした。これは、Richard Whitcomb によって最初に造られた用語である「ウィングレット」と呼ばれることになりました。
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1980 年代以降、ウイングレットは将来の航空機設計の主要な部分を占めてきました。一部の古い航空機には、飛行機が市場に導入された後にウイングレットが取り付けられました。ウイングレットは、抗力を減らし、燃料を節約し、二酸化炭素と窒素酸化物の排出を削減し、コミュニティの騒音を低減する実証済みの方法です。これにより、空港での着陸料だけでなく、燃料の消費量を削減することで、運航航空会社の費用を節約できます。
つまり、紙飛行機を作る場合は、翼の端を少し上に曲げてください。 、そしてそれはもう少し飛びます。不正行為ではありません。ただの科学です!
豆知識:
1897 年、英国のエンジニア、フレデリック W. ランチェスターは、ライト兄弟によって最初の動力飛行が行われる 6 年前 (1903 年) に、翼端渦の影響を軽減する翼端板を概念化しました。時代を先取りすることについて話しましょう!
