飛行機関連

飛行機の翼端が上を向いているのは何故・・・?

皆さんは多くの飛行機の翼端が上を向いているのを見たことがあると思います。

あれはウイングレット(Winglet)と言って大切な役目を担っています。(画像はB747-400のウイングレット)

飛行機は飛行しているときに翼端から胴体の方向に向かって渦のような気流を発生させます。
この翼端渦は飛行機の抗力(抵抗)に関係しており、飛行機の燃費に大きな影響をもたらします。

そこで翼端を上に向けることによってこの翼端渦の発生方向を変化させ、抗力(抵抗)を減少させて燃費の向上を目指すものがウイングレットです。

この原理はかなり昔から知られていたようですが、飛行機が大型化して長距離飛行が日常化する中で燃費の向上が重要な課題となり、最近の飛行機の翼端には形状は違えども何らかの工夫がされています。

これを装備することによって燃費が5%前後改善するといわれています。

私の印象ではメジャーな旅客機でウイングレットが本格的に登場してきたのは1990年に日本の空に登場したB747-400からではないかと思います。(これはあくまでも一般的な印象でこれ以前にもマイナーな飛行機では装備しているものもあったかもしれません。)

この燃費向上は原油の高騰により飛行機にとって無視できないものとなり、もともとウイングレットが装備されていなかった飛行機(初期のB737 やB767等)でも後付けで装備されたほどです。

ウイングレットには多くの種類、呼び方があります。

ウイングチップフェンス・・・エアバス社製の飛行機に装備されている矢じりの様な形をしたもの。

プレンデッドウイングレット・・・B737-800(NG)のように翼端から大きく滑らかに連続した形状のもの、エアバス社のA320に装備されているものは特にシャークレットと呼んでいます。

レイクドウイングチップ・・・最近のボーイイング系の飛行機(B777、B787、B747-8等)に装備されている翼端が上を向いているのではなく、後退角を持たせたもの。

燃費の向上は飛行機にとって重要な課題です。
エンジンの改良は燃費を向上させるのに大きく貢献しますが、メーカーはエンジン以外にも飛行機の形状に工夫をする事で燃費を向上させようと努力をしています。

例えば主翼と胴体を結合している場所の整形、フェアリングを施す事によって空気の流れをスムースして胴体周りの抵抗を減少させたりしています。

初代ジャンボ(クラシックジャンボと呼ばれています。)の時代から比べると燃費の向上は著しく、30から40%以上良くなっているのではないかと思います。

超音速機が普及しなかった原因の一つは燃費の悪さ

一昔前に超音速輸送機(SST)の開発がされていましたが、一部の飛行機(コンコルド)の商業化を除き、実現しませんでした。
今ではボーイングやエアバスでは開発を中断しています。

音速を超えると飛行機の抗力(抵抗)は著しく増加して燃費が極端に悪くなります。

超音速輸送機(SST)開発が中断されたのは燃費の悪さだけではなく他にもいろいろな理由がありますが、結局のところ経済的に成り立たなかったというのが真相です。

現在の飛行機の速度は速い飛行機でマッハ0.84ほど、日本からヨーロッパに行くには12時間近くかかります。
超音速旅客機の速度はマッハ2から3、ヨーロッパまで4、5時間で行けてしまいます。
楽で良いですが、運賃は数百万円とか法外な値段になるでしょうね。

今の旅客機は経済的によくバランスの取れたレンジで運航しているという事です。
この状況はしばらく続くと思います。

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