Name: 飛行機の翼の端が立ってるのはなぜ？ウィングレットの仕組み
Uploaded: 2022-01-29T20:01:10.000Z
Duration: 3 min 37 s

様態の副詞

Have you ever looked out your plane window and wondered what the hell those little curly bits at the end of the wing were for?

飛行機の窓から外を眺めていて、翼の端にある小さな巻ている部分は一体何のためにあるのだろう、と思ったことはありませんか？

The development of winglets, as we see them today, started during the 1973 oil crisis.

現在のようなウィングレットの開発は、1973年のオイルショックの時に始まりました。

The Arab states put an Oil Embargo on the United States for providing aid to Israel during the Yom Kippur War.

アラブ諸国は、ヨム・キプール戦争でイスラエルに援助を行ったとして、アメリカに石油禁輸令を出しました。

This caused oil prices to sky-rocket, forcing engineers to get creative to reduce fuel consumption.

そのため、原油価格が高騰し、技術者は燃費を抑えるために創意工夫をしなければならなくなりました。

Enter, Richard T. Whitcomb. I could probably do an entire video on this guy's contribution to aviation, but let’s focus on his work with Winglet’s for now.

リチャード・T・ウィットコムの登場です。この人の航空界への貢献については、一本のビデオにまとめられるかもしれませんが、今は Winglet's での彼の仕事に焦点を当てましょう。

Part of his inspiration came from birds that curl their wing feathers up while gliding to achieve more lift.

鳥が翼を丸めて滑空することで、より大きな揚力を得ていることにヒントを得たのだそうです。

So he got to work testing this theory, and found that it worked exactly as he expected.

そこで、この理論を検証してみたところ、期待通りの効果があることがわかりました。

As you probably know from watching my previous videos, planes fly by developing high pressure air under their wings and low pressure air above.

これまでの動画でご存知の方も多いと思いますが、飛行機は翼の下に高圧の空気、上に低圧の空気を発生させることで飛行しています。

Fluids will always flow from high pressure regions to low pressure regions, and this can cause some problems at the tips of the wing.

流体は常に圧力の高いところから低いところへ流れるので、翼の先端で問題が発生することがあります。

High pressure air from below will bleed into the low pressure air above, creating mini tornadoes off the tips of the wing.

下からの高気圧が上空の低気圧に吹き込み、翼の先端から小さな竜巻を発生させます。

This is called induced drag, and it decreases the lift of the wing and increases the fuel consumption of the plane.

これを誘導抗力といい、翼の揚力を減少させ、飛行機の燃料消費量を増加させます。

Winglet’s reduce this airflow by reducing the pressure gradient at the tips of the wings, thus making the vortices much smaller.

Winglet’s 翼端の圧力勾配を小さくすることで、この気流を低減し、渦を小さくしているます。

Their ultimate goal is to create a lift distribution across the wing in the shape of an ellipse.

その究極の目標は、翼全体に楕円形の揚力分布を作り出すことです。

This minimizes the amount of air that wants to flow over the tips of the wing, while maintaining maximum lift.

これにより、翼の先端を流れようとする空気の量を最小限に抑え、最大限の揚力を維持することができるのです。

Let’s compare some wing shapes and their lift distributions to see how this works.

この仕組みを理解するために、いくつかの翼形とその揚力分布を比較してみましょう。

Here are 3 wing shapes. An elliptical, rectangular and triangular wing, and their lift distributions look like this.

ここに3つの翼の形があります。楕円形、長方形、三角形の翼で、それぞれの揚力分布はこのようになっています。

As you can see, the elliptical wing also has an elliptical lift distribution.

ご覧のように、楕円翼は揚力分布も楕円になります。

The iconic Spitfire was one of the few mass produced planes in history to have this shape, as it is difficult and expensive to manufacture.

象徴的な Spitfire は、製造が難しく高価なため、歴史上数少ない量産機としてこの形状が採用されました。

The rectangular wings lift distribution is quite high at the edges, and this leads to high levels of induced drag.

矩形翼の揚力分布はエッジ部でかなり高く、そのため誘導抗力が大きくなります。

But this is the easiest shape of wing to manufacture and is mostly used in smaller, cheaper aircraft.

しかし、これは最も製造しやすい形状の翼で、主に小型で安価な航空機に使用されています。

Our last wing, a triangular wing has high lift in the center, which rapidly drops off towards the edge.

最後の三角形の翼は、中央が高く、端に行くほど急激に揚力が低下します。

This type of wing has low induced drag, but its lift distribution is far from ideal.

このタイプの翼は誘導抗力が小さいが、揚力分布が理想的とは言い難いです。

So the ultimate goal is to tailor the lift across the wing into the shape of an ellipse to maximize lift and minimize induced drag.

つまり、究極の目標は、翼全体の揚力を楕円の形に仕立てて、揚力を最大に、誘導抗力を最小にすることです。

Winglets は、そのための一つの手段に過ぎません。

Boeing's latest plane, the Boeing 787 Dreamliner, has done away with winglets in favor a raked wingtip, which sweeps the tip of the wing backwards.

ボーイング社の最新機、ボーイング787ドリームライナーでは、ウィングレットを廃止し、翼の先端を後方に掃き出すレーキド・ウィングチップが採用されています。

Boeing have said that their raked wingtips have improved fuel efficiency by 5.5% over the 4.5% for conventional wingtips.

ボーイング社は、この平らな翼端により、従来の翼端の4.5％に対し、5.5％の燃費向上を達成したと発表しています。

You can learn why this alters the lift distribution by watching my video: "Why are plane wings angled backwards?"

なぜ、このように揚力分布が変化するのかは、私の動画を見ていただければわかると思います。「なぜ飛行機の翼は後方に角度がついているのか？」

If you'd like to learn more about the costs of air travel, check out this quick preview for a video Wendover Productions that I worked on.

航空券のコストについてもっと知りたい方は、私が担当した Wendover Productions の動画の簡単なプレビューをご覧ください。

An Airbus A320 burns 1.5 gallons of jet fuel for every mile it flies, so flying the 213 miles from New York to D.C. burns 317 gallons, or about 2 gallons per person.

エアバスA320は1マイル飛ぶごとに1.5ガロンのジェット燃料を消費するので、ニューヨークからワシントンDCまで213マイル飛ぶと317ガロン、つまり一人あたり約2ガロンの燃料を消費することになります。

Given average jet fuel prices, it only costs 2.50$ in fuel for you to fly from New York to D.C., so why do tickets cost upwards of $80?

平均的なジェット燃料の価格を考えると、ニューヨークからDCまで飛ぶのにかかる燃料費は2.50ドルしかないのに、なぜチケットは80ドル以上もするのでしょうか？

Well, the short answer is takeoff fees, landing fees, crew costs, taxes, more taxes, airplane fees, maintenance fees, insurance costs, even more taxes, and administrative costs.

要するに、離陸料、着陸料、乗務員費用、税金、さらに税金、飛行機代、整備費、保険料、さらに税金、そして管理費です。

If you want the long answer? Well then come over to my channel and watch my video, which includes a special appearance by Real Engineering.

もっと詳しく知りたいですか？それなら、私のチャンネルに来て、リアル・エンジニアリングが特別出演している私の動画を見てくださいね。