The earliest recorded evidence of this can be seen over a thousand years ago in Persia.

その最古の記録は、1000年以上前のペルシャにある。

But these machines have evolved from simple devices used to crush grain and pump water.

しかし、これらの機械は穀物を粉砕したり、水を汲み上げたりするための単純な装置から進化してきた。

To towering monsters generating enough electricity to power entire towns.

町全体に電力を供給できるほどの電力を生み出す、そびえ立つ怪物に。

Traditional wind turbines come in many shapes and designs.

従来の風力タービンには、さまざまな形やデザインがあった。

But they have all given way to a fairly consistent three blade design.

しかし、それらはすべて、かなり一貫した3枚刃のデザインに道を譲った。

Today we're going to answer the question, why do wind turbines have three blades?

今日は、風力タービンのブレードはなぜ3枚なのか？

We can imagine each blade as a wrench tightening a nut.

それぞれのブレードは、ナットを締めるレンチのように想像できる。

If we increase the length of the wrench, we can generate more torque.

レンチの長さを長くすれば、より大きなトルクを発生させることができる。

That's the force that causes rotation.

それが回転を引き起こす力だ。

Likewise, if we add a second wrench, we can apply even more force.

同様に、2本目のレンチを追加すれば、さらに大きな力を加えることができる。

The same principle applies to wind turbines.

同じ原理が風力タービンにも当てはまる。

So naturally, you may think, why not add as many blades and make them as long as possible?

それなら、ブレードの数をできるだけ増やし、できるだけ長くすればいいじゃないか、と思うかもしれない。

The biggest wind turbine has a diameter of 164 m, each blade weighs 33 tons and each costs hundreds of thousands of dollars to manufacture.

最大の風力タービンの直径は164メートル、ブレードの重さは1枚33トン、製造コストは数十万ドルだ。

So more blades equals more weight and more cost.

つまり、ブレードが増えれば重量が増し、コストがかかる。

So maybe less blades is better?

ブレードは少ない方がいいのか？

Let's compare our standard three blade design to its immediate competitors, a two blade turbine and a four blade turbine.

私たちの標準的な3枚羽根の設計と、そのライバルである2枚羽根のタービン、4枚羽根のタービンを比較してみよう。

Let's assume they have the same blade design for now.

とりあえず同じブレードデザインだと仮定しよう。

We can easily eliminate the four blade design with a quick cost analysis, each of these blades cost a lot of money, adding a fourth blade provides such a marginal increase in performance that it does not justify the additional cost.

それぞれのブレードには多額のコストがかかっており、4枚目のブレードを追加しても性能の向上はわずかで、追加コストを正当化することはできない。

So it's down to two and three blades.

だから、2枚刃と3枚刃になった。

A two bladed design can match the performance of a three bladed design by increasing the chord of the blade by 50%.

2枚ブレードの設計は、ブレードのコードを50％増加させることで、3枚ブレードの設計の性能に匹敵させることができる。

Which eliminates the cost advantage, so it's pointless.

つまり、コストメリットがなくなるので、意味がない。

Or we can increase the rotational speed by 22.5%.

あるいは、回転速度を22.5％上げることもできる。

Turbines with two blades will spin faster in the same wind due to the reduced drag they experience.

ブレードが2枚あるタービンは、同じ風でも抵抗が少ないため、より速く回転する。

But spinning faster is a negative.

しかし、回転が速くなるのはマイナスだ。

Let's explore why.

その理由を探ってみよう。

A faster spinning blade will generate more noise.

ブレードの回転が速ければ、騒音も大きくなる。

This is what a wind turbine sounds like up close.

これが風力タービンの音だ。

Yeah, people don't like living next to these things.

ああ、みんなこういうものの隣に住むのは嫌なんだ。

So we need to minimize the noise they make by minimizing their speed.

だから、彼らのスピードを最小限に抑えることで、ノイズを最小限に抑える必要がある。

Next, we need to worry about centrifugal force, as the blades spin faster, their apparent weight increases, thus the central hub and the blades need to be stronger to resist the additional stress.

ブレードの回転が速くなると、見かけの重量が増加するため、中央ハブとブレードをより強固なものにして、さらなるストレスに耐える必要がある。

Again, this adds cost.

ここでもコストがかかる。

This is what can happen when a wind turbine's brakes fail in strong winds.

これは、強風で風力タービンのブレーキが故障した場合に起こりうることだ。

So a three blade design can generate more power at slower rotational speeds than a two blade design, while being more cost efficient than a four bladed option.

そのため、3枚羽根の設計は、2枚羽根の設計よりも遅い回転速度でより大きなパワーを発生させることができ、同時に4枚羽根のオプションよりもコスト効率が高い。

So the three bladed design is our Goldilocks choice, not too much and not too little.

つまり、3枚刃のデザインは、多すぎず少なすぎない、ゴルディロックス的な選択なのだ。

Thanks for watching and happy Earth Day.

ご覧いただきありがとう。

Don't forget to subscribe and see my next video, which will explain the history and physics behind winglets, which are those curly bits at the end of wings.

次回のビデオでは、ウィングレット（翼の端にある巻き毛）の歴史と物理学について説明する。