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「飛行機の主翼の平面形は楕円形が最も空力的に効率が良い」という趣旨のことを何かの本で読んだような気がします。けれども最近の機体であるMRJやホンダジェットの主翼は楕円形からはほど遠い形状をしているように見えます。
これは理論が正しくなかったのでしょうか?
それとも空力以外の要素の方を優先した結果なのでしょうか?
はてまたテーパ翼でも揚力分布は楕円になるものなのでしょうか?
ご存じの方がいらっしゃったらお教えください。

A 回答 (5件)

適切に設計されたテーパー翼と性能的な差はほぼ無く、テーパー翼の方が設計・製造(特に後者)が容易でかつ、補助翼の面積確保と取り付けも容易だからです。


更に、ここ20年ほどの商用機の翼にみられるように主翼の形状と翼端処理をより適切化することで性能的に楕円翼を採用する必要性がほぼ無くなっています。

つまり今日の翼設定技術・性能解析技術をもってすると、より製造が容易(=低コストでより生産性が高い。メンテナンスも容易)なテーパー翼を用いた方が利点が大きいわけです。
ただし、小型・低速で主に商用以外の分野で使われる機体には採用される場合もあるようです。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
私は模型飛行機を作っていますが模型でも楕円翼の製造上のハードルは極めて高くなかなかスピットファイアなどには手が出せません。
また戦後の機体は補助翼をはじめとする可動部分の割合が増えているのもテーパー翼を採用する一因でもあるのですね。
さらに翼だけでなく機体やエンジンなど全て含めて最適化ができてしまう技術の進歩も素晴らしいものがありますね。

お礼日時:2016/03/06 18:28

検索をかけたら、”翼端渦に起因する誘導抵抗は楕円翼で最小”というのがありました。

でも、ほかの形でも性能としては十分、ということでしょう。
楕円翼、第二次大戦頃の戦闘機では利点も多そうですが、現在の旅客機では採用そのものが難しそうですね。速度、用途、求められるもの(特に低抵抗)が全く違いますから。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
確かに翼が細長く相対的に翼端の影響が小さい実機のグライダーでは楕円翼は少ないですが、
逆にアスペクト比の低い紙飛行機では今でも楕円翼をよく見かけますね。

お礼日時:2016/03/06 18:42

飛行機の翼面に発生する揚力は空気の流れによるものと理解されていると思います。


翼の上面は空気が薄く、下面は空気が濃くなることで翼に揚力が生まれる…。
そして一番の問題点は翼端で発生する渦状の空気の流れ。

翼端にできる渦状の空気の流れによる抵抗の改善には楕円形の翼端が有利ではあるが、
べつに楕円形である必要はない。
テーパー翼でも形状により楕円翼と同等かそれ以上の効果を得ることができる。
いわゆるウィングレット。
これにより翼の下面から翼端を回りこんで翼の上面に移動しようとする空気の流れ(渦)を防ぐことが可能。

翼の先っぽが上に跳ね上がっているのはこんな理由。
(しかも高速域では楕円翼よりも遥かに優秀ときている)
同様の理屈で、先っぽを下げるタイプの翼形状もある。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
国内線の旅客機でもウィングレット装備が増えているのはそのような理由があるのですね。

お礼日時:2016/03/06 19:44

理論が正しくなかったというよりも、その時はそれが良いとされていたと表現した方が的確だと思います。


翼端で発生する翼端渦による抵抗が楕円翼で最小になるとされていたので、楕円翼は空力的な効率が良いとされたのだと思います。
で、その頃というのは、1935年から40年あたりでしょうかね。
その後でテーパー翼でも上手く設計したら大丈夫となって、曲線部分がある楕円翼は量産性が悪く戦争の切迫した実情に合わずに廃れていった…と。

楕円翼採用の傑作機といえば英のスピットファイア、日本の96式艦上戦闘機や99式艦上爆撃機辺りでしょうか。
96艦戦は日中戦争で活躍しましたが太平洋戦争では零式艦上戦闘機が主力ですね
スピットファイアの方はエンジンの改良が円滑に行われて活躍する寿命が長かったのですが、99艦爆は固定脚が災いして性能向上ができず戦争初期の活躍でした。

そのあとはジェットエンジンの時代になっていき、高速化が進んで翼形も違うデザインが採用されていきます。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
論点がずれますがスピットファイアや96艦戦や99艦爆の形状には工業製品の必然性を越えた何かを感じます。
模型作りの腕が上がったらぜひチャレンジしてみたいものです。

お礼日時:2016/03/06 19:45

大戦でスピットファイアとメッサーシュミットは互角でした。


零戦(21型)はムスタングの相手ではありませんでした。
当時から理論は適切でなかったということでは
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
スピットファイアとメッサーシュミットはともかく零戦とムスタングではエンジンの形式も馬力もまるで違うので比較するのはちょっと気の毒では?

お礼日時:2016/03/06 19:43

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