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1641 ハリアーのような翼はマイナス上反角というか、両端が下向きですが、第二次大戦機にもこういう形式の飛行機はあったのでしょうか?
現代の輸送機にもこういう翼形式があったと思いますが、安定性は大丈夫なのかといつも思ってしまいます。
benben

  1. 後退翼自身にプラスの静安定性を作る作用がありますが、これが行き過ぎると動安定性が悪くなります(右に1度首を振ると、その補正作用で左に2度首を振り、更に右に4度首を振って…と発散する)。ハリアーなどの下反角はこの行き過ぎた安定性を補正するために導入されたものだと聞いています。実際紙ヒコーキで高翼の後退翼機を作って飛ばしたことがありますが、翼が水平なままだと少し不安定、上反角を付けると更に悪くなり、軽い下反角を付けたところ嘘のように素直な飛行特性になって驚いたことがあります。
    第二次大戦機でこういった翼形式を持つものはなかったと思いますが、計画だけならば He162 の発展型が主翼中ほどから折れ曲がった下反角を備えていたように思います(ついでに尾翼もVテール形式)
    ささき

  2. まず低翼単葉で上反角を持った飛行機を思い浮かべ、何故上反角がロール安定に結びつくか復習してみましょう。 水平直線飛行の状態から今何かの理由(気流の変化等)で機体がロールした、即ち片側の翼が他方に対し下がったとします。翼が発生する揚力の作用線もロールした角度だけ傾斜するため、揚力の垂直成分は減少し機体は降下、また傾斜した揚力の水平成分は機体をロールした側(翼が下がった側)に向って運動させる結果、機体に対する相対気流はロールした側、斜め下から作用することになります。 低翼単葉で上反角を持った機体がロールした場合、斜め下からの気流に対して下がった側の迎え角(AOA)が大きく、大きな揚力を発生する為ロールを復元する方向に力が働く、というのが上反角効果でした。

    高翼の機体についてはどうでしょう。 今、高翼で上、下反角の無い翼を考えます。 同様の条件下でロールした場合には、斜め下から作用する相対気流は下側の翼の根元と胴体の間で抱え込まれる格好になり、翼根部の下側の圧力が上昇する為、下がった方の翼の揚力は上昇し、加えて胴体は上側の翼への(斜め下からの)気流を阻害する為、上側の翼の揚力は下がる傾向があります。 つまり、上反角が無くとも、高翼配置にはロール安定性が付加されているのです。 ですので、一般的に高翼の下反角は、過剰なロール復元性を相殺し、操縦性を高める為の措置といえます。

    確かに第二次大戦機あたりまでの機体は、高翼でも下反角が付いていない機体が多いですね。 恐らく理由は、

    1. 高翼配置が安定性を重視する機種に採用されることが多い
    2. 後退翼は上反角と同じくロール復元性をも併せもつが、後退翼が一般化して
      いなかった為、下反角で相殺しなけばならない程にはロール安定は高くなかった

    といったところでしょうか。 C-5や、C-17のような太い胴体且つ後退翼の輸送機の下反角は、2度程度ありますね。

    >1. (右に1度首を振ると、その補正作用で左に2度首を振り、更に右に4度首を振って…と発散する)  操舵の発散はまた、別の問題ではないでしょうか。
    みなと

  3. >> 1. (右に1度首を振ると、その補正作用で左に2度首を振り、更に右に4度首を振って…と発散する)
    > 操舵の発散はまた、別の問題ではないでしょうか。

    操舵によらず、機体自身の安定性過大によっても発散は起こります。模型飛行機(特にフリーフライト)の入門書では、垂直尾翼の過大とあわせて(他に主翼による横安定の過大を垂直尾翼が小さすぎて押さえきれないこと等)ダッチロールの原因として解説されているものです。
    Schump

  4. >3. 僕もそういう見解を耳にしたことはあるのですが、ちょっと納得しかねる表現と思うのです。 恐らく、ロール復元に伴う、ヨー軸回りのカップリングが、垂直尾翼面積の不足等により散大する現象を指すと思うのですが、これは明らかに特定の軸回りの安定性不足、あるいはアンバランスであって、安定性過大により発散するという表現は自己矛盾ではないでしょうか。 詭弁のようですが....
    みなと

  5. なるほど...ささきさんやSchumpさんの仰る、機体自身の”安定性”という言葉を、”軸回りの復元モーメント”と置きかえれば理解できました。安定という言葉に拘泥していると見えなくなりますね。ありがとうございます。
    みなと

  6. >5. こちらこそ、いつも詳細な補足に感謝しております。
    ささき

  7. 余計な話ですが、ハリアーに搭載されているペガサスエンジンは低圧ファン高圧ファン2軸がお互いに逆に回転して
    回転モーメントを相殺するようにできていますね。
    Navy


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