エンテ型
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エンテ型（エンテがた）とは、主翼の前方に前翼（カナード）を持つ固定翼機の設計である。
前翼機（ぜんよくき）・カナード機もほぼ同じ意味である。前翼と通常の水平尾翼を共に持つ機は三翼機といい、エンテ型には含めないことが多い。前翼と主翼ではなく主翼が2枚ある機はタンデム翼機というが、エンテ型と混同されることもある。通称「先尾翼機（せんびよくき）」という呼び名もあるが「尾翼は本来、飛行に必要な揚力を生み出しているわけではないので、このような機体形状に対し、尾翼が前にあると言う意味の“先尾翼”という呼び名は適切ではない」[1]という意見もある。また中国語においてもカナードを「前翼」としている[1]。
エンテ (Ente) とはドイツ語で鴨のことで、鴨が飛ぶ姿に似ていることからこう呼ばれる。エンテをフランス語に直訳したのがカナール (canard) で、これを英語読みしたのがカナードである。このようにエンテとカナードは同じ語源であるが、カナードは通常、（三翼機のものも含め）前翼自体を意味する。
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[編集] エンテ型とカナードの力学
固定翼機のピッチ（機首）の上下方向のバランスの取り方には、以下の方法がある。
1.主翼を重心より後方に配置し、さらに後方の水平尾翼が下向きの揚力を生んでバランスを取る（一般的な方法）。
2.主翼の大部分はプラスの揚力を発生するが、主翼の後部（後縁部、あるいは後退翼なら外側）が下向きの揚力を生む（無尾翼機）。
3.重心の前後にある2枚の主翼の揚力でバランスをとる（タンデム翼機）。
4.主翼が重心の前に位置し、水平尾翼もまた上向きの揚力を生む。（揚力尾翼機）。
5.主翼を重心より後方に配置し、それより前方の水平尾翼（カナード）が上向きの揚力を生んでバランスを取る（エンテ型飛行機）。
このうち1が一般的なのは理由がある。、機首が上がった場合においては主翼の揚力が増して上昇するが、この時主翼が重心より後方に存在するならすなわち機体の後半部分を持ち上げる事となり、機首上げ状態から自動的に回復し、飛行が安定する。それに対して4の場合は、むしろ機首上げ状態においてさらに機首を上げる働きをするため、機体は極めて不安定となり、一般的ではない。
本項で解説しているエンテ型も、ピッチングの安定に対しては1と全く同様である。また1と5の併用、つまり通常の水平尾翼とカナードの双方を持つ機体もある。あるいは2と5の併用、つまり主翼自体でバランスを取りながらカナードを付加する場合もある。
ただし、20世紀末以降カナードつきデルタ翼の場合は、前翼は揚力を発生しない、あるいは前翼の揚力によるバランスは副次的である場合が多い。これはデルタ翼は上記2の無尾翼機に適した翼形であり、無尾翼機にカナードを付加した場合が多いからである。また最近の趨勢である運動能力向上機 (CCV) の場合はピッチ方向の安定性を下げる設計を行っているため、カナードが発生する揚力を下げるか無くす設計を行っているからである。このようにニュートラルな状態では揚力を生まず、主に姿勢制御に使われる前翼を制御カナードという（ただし、純粋な制御カナードは少ない）。制御カナードは、水平尾翼の代わりというよりはエレベータの補助といえ、全体がエレベータのように可動するオールフライング方式も多い。それに対して従来の揚力を発生するカナードは、揚力カナードと呼ばれる。
前尾翼・カナードは、上述の通り通常の水平尾翼を主翼の前方に配置したものである（揚力の向きは逆であるが）。一方、垂直尾翼は、エンテ型でも通常どおり機体尾部にあることが多い。ただし、CCV実験機の中には、垂直尾翼に加えて重心の前にも垂直カナードを持つ機もある。
[編集] 略史
エンテ型は飛行機の形態としてあまり一般的ではないものの、黎明期の航空機には前翼を持つ機体も多く、ライト兄弟のフライヤーは機首に小翼を持ち、サントス・デュモンの14bis型機(en:Santos-Dumont 14-bis)にも前翼があった。ジェット機時代の到来後には西ヨーロッパの戦闘機を中心としてカナードを持つ機体がいくつも開発されており、近年のホームビルト機(en:homebuilt aircraft)では比較的普及している形態である。
[編集] 特徴
エンテ型は胴体後部に水平尾翼を持った通常形式の航空機に比べるといくつかの魅力的な利点があり、それらをうまく活かせば航空機の高性能化を望むことができる。一方で利点の裏返しとも言える欠点を併せ持っており、同形式の航空機を設計する際は両者のバランス取りが不可欠となる。なお利点と欠点の一部はタンデム翼機とも共通している。
[編集] 利点
- 高迎え角時に前翼が先に失速するように設計すると、主翼の失速の前に前翼が失速して機首が下がるため主翼が失速しにくい。（パイロットが失速の予期を体感しやすい）
- 重心の前後方向の位置に余裕がある。
- 機体が小型にできる。
- 通常の水平尾翼がマイナスの揚力を発生するのに対し前翼はプラス揚力を発生するので、設計によっては前翼が主翼の揚力を一部分担することが出来るため効率が良く、また主翼を小型化するなどして全機の抗力を低減できる。これにより燃費が改善する。
- 前翼と主翼を近接させて一部が上下に重なるような配置にした場合（そのためには主翼形式は後退翼ないしデルタ翼に限られるが）、先尾翼が渦を生じさせ気流にエネルギーを与えて主翼上面の気流の剥離を遅らせることで高迎え角時の揚力を増大できる。
[編集] 欠点
- ピッチ方向の安定のためには、迎え角に応じた揚力の変化割合（揚力傾斜）を前翼より主翼が大きくなるような設計をしなければならないが、一般に揚力傾斜が大きい翼は失速しやすいため、「主翼の失速の前に先尾翼が失速して機首を下げる」という利点は活かしにくい。
- 機体をコンパクトにしすぎると、重心位置から垂直尾翼までの距離を十分に取ることができず、舵の効きが悪くなり横滑りも起こりやすくなる。
- 前翼の吹き下ろしにより、主翼の、特に内側部分の効率が悪化する。このために主翼面積や構造重量が増加する。
- 前翼は通常形式の尾翼に比べて反応が過敏で、不安定である。ただし、ジェット戦闘機ではこの安定性低下を運動性向上に利用できる。
- 三翼式にしたり、制御カナードを追加した場合は、抗力やレーダー反射面積が増す。
[編集] エンテ型と推進式
エンテ型の単発プロペラ機は推進式（プッシュ式）がほとんどである。これはエンテ型の利点を活かすためには牽引式（プル式）よりも推進式が有利だからである。
このためにエンテ型と推進式が混同されることがあるが、両者はもともと別概念であり、それに当てはまらない例とて牽引式の双発機リベルーラ(en:Miles Libellula)、牽引式と推進式を折衷した方式（プッシュプル方式）のボイジャーなどがある。
[編集] ジェット戦闘機のカナード
1970年代以降、超音速ジェット戦闘機においてカナードは広く普及する。
その嚆矢となったのはスウェーデンのサーブ 37 ビゲン戦闘機である。それまでの超音速戦闘機に採用例が多かった無尾翼デルタ翼は、離着陸性能に劣るのが最大の欠点であった。尾翼を付ければその短所も補えるのだが、空気抵抗が小さく翼面積が大きく取れるという無尾翼デルタ翼形式のメリットが損なわれる。そこでエンテ型の利点のひとつである、高迎え角での揚力増大効果が着目された。かなり小型のカナード翼であれば空気抵抗の増加は僅かで、それでもなお揚力増大効果が大きく、翼面積も無尾翼デルタ翼形式と同等に取れ、離着陸性能が大幅に改善された。
またエンテ型の安定性の低下という欠点は同時に運動性の向上をも意味し、戦闘機においてはメリットとなる。特にCCV技術の確立により、安定性を意識的に低下させても運動性を優先させるのが現代戦闘機（特に第4世代ジェット戦闘機以降）の趨勢となっている。かくて70年代以降の新型戦闘機はカナード機が全盛となった。
ただしサーブ 37 ビゲンは揚力カナードであるのに対し、それ以降の機体は制御カナードが中心である。そのため従来のエンテ型とは若干性格が異なるため、嚆矢となったビゲンも含めてエンテ型とは呼称せず、カナード付きデルタ翼、あるいはクロースカップルドデルタと呼称する場合が多い。
Su-27戦闘機の発展型のように、通常の水平尾翼にさらにカナードを追加して運動性能を向上させた機体も多い。ただしSu-27のカナードは、大型の機首レーダーの重量を支えるためでもあり、元々レーダーが軽いSu-30MK系の一部機種や、Su-35(2007年型以降)、およびSu-35の実質上のロシア国内仕様であるSu-27SMではレーダーが小型化したためカナードがない。
CCV技術の実験機においても通常の尾翼にさらにカナードを追加した形式が採用されて研究が行われ、結局導入されなかったもののF-2戦闘機でもカナードが検討されていた。
ただしごく最近においては運動性よりもステルス性が重視され、カナードはステルス性を損なうとして問題になることもある。アメリカ空軍の最新鋭機であるF-22戦闘機ではカナードの計画もあったが、最終的にはステルス性を高めるために通常の水平尾翼にまとめられた。
[編集] 前翼の採用例
狭義のエンテ型のほか、通常の尾翼を併せ持つタイプを含む。
| プロペラ機 | ジェット機 |
|---|---|
[編集] エンテ型機のギャラリー
 1909年にカナダで初飛行したシルバー・ダート(en:AEA Silver Dart) |
 簡易型の軽量飛行機プテロダクティル・アセンダーII(en:Pterodactyl Ascender) |
 エンテ型ホームビルト機の端緒となったバリ・イージー |
 第二次大戦中にイギリスで開発されたリベルーラ(en:Miles Libellula) |
 アメリカの技術検証機X-29 |
 アメリカの試作超音速爆撃機XB-70 |
 イタリアのピアジオで開発されたビジネス機ピアッジョ・アヴァンティ |
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 インドで運用されているロシア製戦闘機Su-30 MKI(en:Sukhoi Su-30MKI) |
 アメリカで開発されていた巡航ミサイルSM-64ナバホ(en:SM-64 Navaho) |
[編集] 脚注
- ^ [震電開発者の鶴野正敬氏談 （文林堂「世界の傑作機」1982年版No.129震電特集号）]
[編集] 関連項目
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この「エンテ型」は、航空に関連した書きかけ項目です。この記事を加筆・訂正などして下さる協力者を求めています（航空CP/航空PJ）。 |
