抗力
抗力(こうりょく、drag)は、流体 (液体や気体) 中を移動する、あるいは流れ中におかれた物体にはたらく力のうち、流れの速度方向に平行で逆向きの成分のことである。流れの速度方向に垂直な成分は揚力(鉛直上方、リフトフォースとも)やダウンフォース(鉛直下方)と呼ばれる。
抗力(ないし抗力係数)を以下のような成分に分けて考えることがある。誘導抗力については、翼端のある三次元翼ないしは翼を含む構造物(固定翼機、回転翼機など)、あるいはリフティング・ボディのように、揚力を発生する物体について考える。
翼端を持つ三次元翼(つまり、一般の翼)において、揚力の発生に伴って発生する抗力。
揚力が生じているとき、翼上面は下面よりも圧力が低くなっているため、翼端では下から上へと回り込む渦(翼端渦)が発生している。この渦の持つ下向きの速度(吹きおろし downwash)によって、一様流は翼付近で下向きに傾いているため、流れに垂直に生じる揚力も下流方向に傾くことになる。この、局所流によって生じた傾いた揚力の、一様流に平行な成分が誘導抗力となるのである。
翼がより細長く、つまりアスペクト比が大きくなる(二次元翼に近づく)につれて、翼全体に対して翼端が占める割合は小さくなり、吹き下ろしの影響も小さくなる。したがって、誘導抗力を低減することができる。亜音速の飛翔体では、十分に流線形をしている限り圧力抗力は小さく、一方で摩擦抗力の大幅な低減は難しい。そこで、誘導抗力を減らすためにアスペクト比 (AR) を大きく(翼を細長く)する努力が払われることが多い。この極端な例がルータン ボイジャーやヘリオス、あるいはグライダーや人力飛行機といった機体であり、AR = 40 近いものまで存在する。 (wikipedia参照)
抗力(ないし抗力係数)を以下のような成分に分けて考えることがある。誘導抗力については、翼端のある三次元翼ないしは翼を含む構造物(固定翼機、回転翼機など)、あるいはリフティング・ボディのように、揚力を発生する物体について考える。
翼端を持つ三次元翼(つまり、一般の翼)において、揚力の発生に伴って発生する抗力。
揚力が生じているとき、翼上面は下面よりも圧力が低くなっているため、翼端では下から上へと回り込む渦(翼端渦)が発生している。この渦の持つ下向きの速度(吹きおろし downwash)によって、一様流は翼付近で下向きに傾いているため、流れに垂直に生じる揚力も下流方向に傾くことになる。この、局所流によって生じた傾いた揚力の、一様流に平行な成分が誘導抗力となるのである。
翼がより細長く、つまりアスペクト比が大きくなる(二次元翼に近づく)につれて、翼全体に対して翼端が占める割合は小さくなり、吹き下ろしの影響も小さくなる。したがって、誘導抗力を低減することができる。亜音速の飛翔体では、十分に流線形をしている限り圧力抗力は小さく、一方で摩擦抗力の大幅な低減は難しい。そこで、誘導抗力を減らすためにアスペクト比 (AR) を大きく(翼を細長く)する努力が払われることが多い。この極端な例がルータン ボイジャーやヘリオス、あるいはグライダーや人力飛行機といった機体であり、AR = 40 近いものまで存在する。 (wikipedia参照)