ノート:地面効果
文書内で使用されている単語の変更の提案[編集]
「グランド・エフェクト」と書かれていますが、現代の文書では通常「グラウンド・エフェクト」と書かれることが多いですし、スペルもgroundですから、「グラウンド・エフェクト」として各所のリンクも修正したいと思います。いかがでしょうか？--JUD 2005年12月22日 (木) 18:21 (UTC)
- 構わないと思います．リンクというのは，パイプの右側の文字ということでしょうか．スペリングは根拠にはならないような……．とりあえずリダイレクトは増やしておきました．航空系だと……地面効果が一番多いような．なんでだろう……． - Marsian / talk 2006年2月10日 (金) 14:01 (UTC)
航空機等における地面効果 翼による地面効果とその出現 の全面書き直しの提案[編集]
飛行機が離着陸のときに極低空に降りてくると、揚力が増え、機首下げの傾向が見られることは飛行機の黎明期から知られていた。これは、翼と地面との干渉による効果であって、地面効果と呼ばれてきた。 翼は揚力、すなわち上向きの力を発生させる装置であるから、その反作用として周辺の空気に下向きの力を加えている。この結果発生した下向きの空気の流れは最終的に地面によってせき止められる。こうして、飛行機は間接的に地面によって支えられている。ならば、飛行高度が極端に低くなれば、翼と地面との干渉はより強くなることは直感的にも理解できる。 この翼と地面との干渉は二通りの違った現象が合わさった結果である。その一つは二次元的現象であり、もう一つは三次元的現象である。 まず、二次元翼が高空を飛行する場合、翼は単一の渦で代表され、それに伴う循環によって揚力が求められる。しかし、高度が翼の大きさ（代表長さ、ここでは翼弦長）と同程度かそれ以下になると、単一渦だけでは翼の形を表現できなくなり、より細部の構造を調べることが必要となる。つまり、翼弦に沿って分布した渦を考える必要がある。この分布した渦は、地面によって誘導される鏡像渦と干渉を起こす。これを調べるための数学的解析は多少面倒ではあるが、結果的には、揚力増加と機首下げモーメントの増大を示す。 三次元翼の場合には、翼端があるので、翼に張り付いていた渦が翼端から脱落して後方に伸びる現象を考えなければならない。別の見方をすれば、翼の上下で下が高圧、上が低圧であった空気が、翼端より外では翼板がないので自由に下から上に回りこんで渦を生成し、これが翼の後方にずっと引きずられる現象である。高空を飛ぶジェット旅客機が2本の白い雲を引いているのはこの後引き渦の典型例である。この後引き渦は翼のまわりに下向きの流れを誘導する。翼の前からやってくる流れ（一様流）とこの下向き流れを合成したものが実際に翼にあたる流れとなる。揚力が大きければ大きいほど、翼を代表する渦は強く、後引き渦も強くなって下向き流れが強くなる。この結果、揚力は僅かに減るが、その程度は無視して差し支えない。大切なのは、抵抗が発生することである。こうして発生した抵抗を誘導抵抗という。揚力によって誘導された抵抗であるからである。この誘導抵抗を小さくするには左右翼端から出る後引き渦の間隔を大きくしてやらねばならない。つまり、翼を左右に大きく拡げた形にしてやる必要がある。翼巾（左右の長さ）を翼弦長で割った比を縦横比とよぶが、普通の飛行機では翼の縦横比は７程度の値を使っている。抵抗を減らしたい滑空機や長距離機では縦横比は１５を超えるのが普通である。戦闘機などでもっと小さな縦横比を使っているのは経済性を犠牲にして強度や旋回性を良くするためである。 ところで、翼が地面に近付けば、先の下向き流れは地面にせき止められるので弱くなる。したがって、誘導抵抗は小さくなる。さらに、翼が地面に近いことを利用して、翼端から地面に向って鉛直の板を付ければ、翼端を回って流れる流れをせき止めることができる。このことによって誘導抵抗は飛躍的に小さくなり、揚力の翼端部分での損失も少なくできるので著しい揚力増加が達成できる。また、縦横比が１前後の短い翼も使うことができるようになる。 この地面効果は高度が翼の代表的長さ（翼弦長や翼巾）と同程度以下で表れ、代表長の10％以下となると極めて強くなる。反面、この高度では機首下げモーメントが顕著となるのでこれをコントロールすることが重要となる。
投稿者 久保昇三 2007年6月4日--以上の署名のないコメントは、61.44.19.129（会話）さんが 2007年6月5日 (火) 14:17 (UTC) に投稿したものです。
翼による地面効果の応用例 WIG の全面書き直しの提案[編集]
飛行機は出現以来100年もしない間に主要な交通機関となった。しかし、現在のジェット旅客機の巡航速度が900km／hにもなるので1,000km以下の短距離区間では必ずしも効率の良い輸送手段ではない。しかし、区間距離1,000km程度は交通需要が極めて多い。もちろん、短距離向きの飛行機は多数開発されてきたが長距離機の経済性に対抗可能なものは実現していない。このような短距離区間の輸送需要を満たすには今の飛行機よりも効率の良い輸送手段を使わねばならない。 翼の地面効果によって翼の効率を大幅に向上させることができる。これを積極的に利用しようとするのが表面効果翼船である。名前の由来は、このような高速で超低空飛行する乗物の主要な運航場所は海，湖，大河といった水面上が中心となるので「地面」の用語はふさわしくないことと、衝突回避に飛び越えが利用できないために航空法ではなく船舶法に従うのがふさわしいためである。表面効果翼船の利点はおおむね以下のようである。
１．現在のあらゆる船舶よりはるかに高速である。 ２．通常の飛行機よりも効率がよい。 ３．飛行機よりも構造が簡素化できるので初期価格がはるかに少なくて済む。 ４．現在の飛行機の2～3倍の大型化が可能。 ５．万一の事故の場合の生存性が高い。
引き換えに、欠点は
１．山岳地帯や森林地帯のような障害物の多い場所では運航できない。 ２．水上で発着する場合には、離着水速度が今の飛行機の半分程度となる。 このため、巡航速度も相当に低くなる。
しかし、現在のジェット旅客機の巡航速度の半分の450km／hで飛行したとしても、3時間で1,350kmを飛ぶことができるので上記の短距離区間に対しては十分である。また、太平洋航路の貨物便の場合には東京からサンフランシスコまで8,800kmは19.6時間かかるが、時差が17時間もあるので見掛けの時間では2時間半程度となってしまう。 このように有望視される表面効果翼船が実用化されてこなかった最大の理由は、その縦安定性の克服であった。ソ連／ロシアで開発された巨大試作艇は、この問題解決のために巨大な水平尾翼を持っていた。これは機体の固有安定性にこだわり過ぎたためであって、現在の自動制御技術を用いれば簡単に克服可能な問題に過ぎない。 水上発着のために離着水速度が上げられない問題については、表面効果翼船は必ずしも水上発着する必要はなく、陸上基地からの発着も可能な選択肢の一つに過ぎない。水面から発着できないものは船ではない、というのは発想が硬過ぎる。もっと自由な発想が必要であろう。
投稿者 久保昇三 2007年6月4日--以上の署名のないコメントは、61.44.19.129（会話）さんが 2007年6月5日 (火) 14:17 (UTC) に投稿したものです。
- どちらでもいいことかもしれませんが、飛行機、自動車の順番の方が良いと思いませんか？ もともとは、航空工学用語ですし。
- あと、グラウンド・エフェクトカーというページを独立させた方がいいような気がします。--糖類ゼロ 2009年9月17日 (木) 21:12 (UTC)
グラウンド・エフェクト・カーへの分割提案[編集]
- 糖類ゼロさんの仰る通り、航空工学用語をレーシングカーに引用した形なので、当記事では飛行機についての説明を主にしたいと思います。レーシングカーの方はグラウンド・エフェクト・カーに分割独立するよう提案してみます。--Nickelｄime 2011年1月13日 (木) 06:08 (UTC)
- 反対意見もないようですので、只今「地面効果」と「グラウンド・エフェクト・カー」の両記事を準備中です。体裁も修正しますので、編集はしばらくお待ちください。--Nickelｄime 2011年1月31日 (月) 03:00 (UTC)
- 分割終了しました。航空関連の内容は参考文献を元に加筆しています。--Nickelｄime 2011年2月5日 (土) 19:35 (UTC)