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지고의 기술 공기류를 제어하는

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JA 230 seoultokyo 24,538

전전번, 투고했을 때, 화상이 전혀 표시되지 않고, 문장도 조금 이상했기 때문에, 재차 투고하고 싶다.
  
공기의 흐름은 눈에 보이지 않지만, 궁리에 의해 가시화하는 것이 가능하다.               
익단(정도)만큼, 소용돌이의 영향이 크다.
날개의 아래쪽 면과 표면에 발생하는 압력차이에 의한 기류가 격렬하고, 그 압력차이를 묻으려고 날개아래에서 옆으로 기류가 흘러들어, 이것이 익단와로 불리는 소용돌이 모양의 흐름을 발생시킨다.
후방에 소형기가 접근하면 소용돌이에 말려 들어가 추락해 버릴 만큼 큰 힘이 있다.
항공기는 이와 같이 쓸데 없는 에너지를 끊임 없이 대기에 방출하면서 비행하고 있다.
이 쓸데 없는 에너지는 유도 항력으로 불려 항공기의 날개의 능력을 저하시키기 위해, 그 발생을 감소시키지 않으면 안 된다.        
대책으로서 어스펙트비를 크게 하거나 윙 렛을 장비하거나 한다.
전진날개가 제일의 해결책일지도.

 

      

  

소용돌이는 추진력을 확산시켜 버린다.
선풍기도 또 프로펠라식이므로 바람은 먼 곳까지 닿지 않는다.
그러나, 다이 손의 선풍기는 바람이 곧게 흐르므로 먼 곳까지 닿는다.
나도 실제, 야마다 전기에서 시험해 보았지만 꽤에 쾌적했다.
덧붙여서, 다이 손의 선풍기는 외주 링에 슬릿이 짜넣어지고 있다.
공기를 고속으로 흘리면 압력차이로부터 주위의 공기가 대량으로 들이마셔 전해진다고 하는 것.

       


프로펠러기가 비행하면 기체는 프로펠라 회전 방향의 반대 측에 기울려고 한다.
이것은 토르크에 의한 작용 뿐만이 아니라, 소용돌이도 영향을 주고 있다.
소용돌이가 기체를 말려 들게 하도록(듯이) 후방에 흘러 수직꼬리에 해당되기 때문이다.

 


P51 무스탕으로 채용되어 진화하며 간 층류날개는 표면이 닦은 것처럼 아름답고 공기 저항의 적은 이상의 날개라고 말할 수 있지만, 익면에서 공기 박리가 일어나 실속의 불안이 있다.
거기서 단거리이착륙 성능을 존중하는 기종에 있어서는, 익면의 경계층을 고의로 난류화하는 것이 공기 박리가 늦어 실속에 이르는 영각의 증대, 최대 이륙 중량의 증가등의 혜택을 접수 형편이 좋다.
그 때문에, 감히 익면을 조면화하거나 익전연에 돌기(소용돌이·제너레이터)를 붙이는 등, 난류화를 촉진하는 궁리를 실시하는 일이 있다.
해리어 전투기의 날개 표면의 앞연에 돌기물이 줄지어 있는 것이 그래서 있다. 

층류날개가 진화해 슈퍼 위기·윙이 등장했다.
AV-8B 해리어 II도 슈퍼 위기·윙을 갖춘다.
이 날개는 뭐라고 날개 표면에서(보다) 날개 밑면이 부풀어 올라 있다.
이런 건으로 양력을 얻을 수 있는 것은 완전히 이상한 일이다.
날개 표면의 공기류를 빨리 하는 궁리가 이루어지고 있는 것일까?

 

사진의 보잉 C-17 수송기의 엔진 흡기부의 겨드랑이에 작은 날개가 갖춰지고 있지만 이것도 난류를 일으켜 익면에 이끌기 위한 것이다.                                         
표면에 딘풀이 조각해 난처할 수 있었던 골프 볼도 난류화를 촉진하기 위해(때문에)여, 신간선의 팬터그래프에도 소용돌이 제너레이터가 갖춰지고 있다.

 

베이파콘을 연출하는 호-넷
항공기가 음속에 가까운 속도로 수상을 저공 비행 하면, 이러한 링이 발생하는 일이 있다.
음파로부터 생긴 압력에 의해서 공기중의 수분이 응결 하는 것으로써, 인공적인 구름이 생긴다.
이 구름은, 베이파콘으로 불리고 있다.
덧붙여서 마하 콘은 일순간으로 사라져 버리지만, 베이파콘은 당분간은 그 형상을 둔다고 한다.
왜일까, 미군기로 밖에 이 현상은 보이지 않는다.
무엇인가 특별한 노하우가 필요하게 될지도 모른다.

 

날개의 전후방향의 길이가 큰 것은, 오무카에각시에 소용돌이를 발생시키는 효과가 있다.
strake는 이 효과를 이용해, 주 날개 밑부분에 소용돌이를 발생시켜, 이것을 주 날개 부분에 맞히는 일로, 오무카에각시에 있어서의 날개 표면의 기류의 박리를 억제하는 것이다.
이것에 의해 이착륙 성능의 개선, 급선회시에 있어서의 실속의 방지에 의한 선회 성능의 상승을 도모하고 있다.
호-넷은 실은 고익면하중의 설계라고 한다.
그러나, 매우 큰 strake 덕분에, 높은 이착륙 성능과 운동성을 가지기에 이르고 있다.
 

                  

  

원문보기

至高の技術 空気流を制御する

前々回、投稿した時、画像が全く表示されず、文章も少しおかしかったので、改めて投稿したい。
  
空気の流れは目に見えないが、工夫により可視化することが可能だ。               
翼端ほど、渦の影響が大きい。
翼の下面と上面に生ずる圧力差による気流が激しく、その圧力差を埋めようと翼の下から横に気流が流れ込み、これが翼端渦と呼ばれる渦状の流れを発生させる。
後方に小型機が接近すると渦に巻き込まれ墜落してしまうほど大きな力がある。
航空機はこのように無駄なエネルギーを絶えず大気に放出しながら飛行しているのだ。
この無駄なエネルギーは誘導抗力と呼ばれ、航空機の翼の能力を低下させるため、その発生を減少させなくてはならない。        
対策として、アスペクト比を大きくしたり、ウィングレットを装備したりする。
前進翼が一番の解決策かも。

 

      

  

渦は推進力を拡散させてしまう。
扇風機もまたプロペラ式なので風は遠くまで届かない。
しかし、ダイソンの扇風機は風が真っ直ぐに流れるので遠くまで届く。
私も実際、ヤマダ電機で試してみたが中々に快適であった。
ちなみに、ダイソンの扇風機は外周リングにスリットが組み込まれている。
空気を高速で流すと圧力差から周囲の空気が大量に吸い寄せられるというもの。

       


プロペラ機が飛行すると機体はプロペラ回転方向の反対側に傾こうとする。
これはトルクによる作用だけでなく、渦も影響している。
渦が機体を巻き込むように後方に流れ、垂直尾翼に当たるからだ。

 


P51ムスタングで採用され進化していった層流翼は表面が磨いたように美しく空気抵抗の少ない理想の翼と言えるが、翼面で空気剥離が起こり失速の不安がある。
そこで短距離離着陸性能を重んじる機種にとっては、翼面の境界層を故意に乱流化した方が空気剥離が遅れ、失速に至る迎え角の増大、最大離陸重量の増加などの恩恵を受け都合が良い。
そのため、敢えて翼面を粗面化したり、翼前縁に突起(ボルテックス・ジェネレーター)をつけるなど、乱流化を促進する工夫を行うことがある。
ハリアー戦闘機の翼上面の前縁に突起物が並んでいるのがそれである。 

層流翼が進化してスーパークリティカル・ウィングが登場した。
AV-8B ハリアーIIもスーパークリティカル・ウィングを備える。
この翼は何と翼上面より翼下面の方が膨らんでいる。
こんなので揚力が得られるのは全く不思議なことだ。
翼上面の空気流を速める工夫がなされているのだろうか?

 

写真のボーイングC-17輸送機のエンジン吸気部の脇に小さな翼が備わっているがこれも乱流を起こし翼面に導くためのものである。                                         
表面にディンプルが彫りこまれたゴルフボールも乱流化を促進するためであり、新幹線のパンタグラフにもボルテックスジェネレーターが備わっている。

 

ヴェイパーコーンを演出するホーネット
航空機が音速に近い速度で水上を低空飛行すると、このようなリングが発生することがある。
音波から生じた圧力によって空気中の水分が凝結することにより、人工的な雲ができるのだ。
この雲は、ヴェイパーコーンと呼ばれている。
ちなみにマッハコーンは一瞬で消えてしまうが、ヴェイパーコーンはしばらくはその形状を留めるそうだ。
何故か、米軍機でしかこの現象は見かけない。
何やら特別なノウハウが必要とされるのかもしれない。

 

翼の前後方向の長さが大きいものは、大迎角時に渦を発生させる効果がある。
ストレーキはこの効果を利用し、主翼付け根部分に渦を発生させ、これを主翼部分に当てる事で、大迎角時における翼上面の気流の剥離を抑えるものである。
これにより離着陸性能の改善、急旋回時における失速の防止による旋回性能の上昇を図っている。
ホーネットは実は高翼面荷重の設計だそうだ。
しかし、非常に大きなストレーキのおかげで、高い離着陸性能と運動性を持つに至っている。
 

                  

  

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