テーパー翼の翼端失速について。

質問

テーパー翼の翼端失速について。

お世話になります。
参考楕円翼を参考にしながら(本を見ながら）、矩形翼やテーパー翼の失速特性を考えています。
翼型が同じでも、翼の平面形によって翼幅方向に誘導速度が違い（有効迎え角が違い）、局部揚力係数が違ってくるために、矩形翼では翼根から、テーパーでは翼端から、楕円翼では同時に失速に入るという結果は分かりました。（楕円翼の難しい w=Cl×V/πA という式を解読するには、理系出身ですがよく分かっていません）

　ところで、そもそも誘導速度の発生は、３次元翼の翼端渦によって起こるため、
翼端渦というのは、発生の中心部分、つまり翼端部分が一番強く、翼根方向にむかって渦の強さは小さくなり、その結果やはり翼端が一番、有効迎え角が小さく、局部揚力係数が小さくなって、矩形翼の
ように失速は翼根から起こるのではないのかなぁと悩んでおります。
翼端渦の発生中心部が一番強くというのは間違いでしょうか？
そのばあいテーパー翼はどのようになるのでしょう。
横軸翼幅、縦軸局部揚力係数のグラフでは、テーパーでは、翼の中心から翼端に向かってClが一度増加し、その後翼端に向かって減少する。というのは本で見ています。
そして、楕円翼では、翼端渦の強さは翼幅方向に同じなの？

もう、１週間ほど悩んでおります。
難しい式を理解しなければ、理解できないのかもしれませんが、
式はなるべく使わず理論を教えて頂けないでしょうか？

よろしくお願い致します。m(_ _)m

回答No.1

funflier · ベストアンサー

問題とされてる箇所を整理してみましたが、順番を入れ替えています。また、用語的に
「＞翼端渦の強さ」、という表現が少々引っ掛かるのですが、これは「翼端渦によって
生じた誘導速度」のこととします。

＞楕円翼では、翼端渦の強さは翼幅方向に同じなの？
「楕円翼では誘導速度は翼幅方向で一定」です。このために局部揚力係数の翼幅方向
におけるグラフでは楕円翼は横一直線（つまりCｌが一定）に書かれている筈です。
誘導速度が同じであるために有効迎角が同じになるわけです。

＞翼端渦の発生中心部が一番強くというのは間違いでしょうか？
「翼端渦の発生中心」はほぼ翼端なので翼端ほど誘導速度が速いことは合っていると
思います。それも翼端になると急激に速度が上がる分布図になります。矩形翼では
このために翼端ほど誘導速度による有効迎角の減少を生み、翼中央から失速します。

＞そのばあいテーパー翼はどのようになるのでしょう。
参考楕円翼との翼弦長分布の違いとして本では説明されていると思いますが、テーパー比
が強く先細りになった平面形は、翼端部分では楕円翼に比べ有効迎角が大きくなるので
翼端から失速する傾向になります。この場合はご質問タイトルの「テーパー翼の翼端失速」
になります。しかし、テーパー比によっては必ずしも翼端からの失速になりません。
「＞テーパーでは、翼の中心から翼端に向かってClが一度増加し、その後翼端に向か
って減少する。というのは本で見て」というのはテーパー比０.４（＝１：２.５）前後位の例では
ないかと思います。この場合は翼端と翼根の間から失速するようになります。これはつまり
局部揚力係数が大きい部分から失速に入るということです。

実際には同一平面形でも翼幅方向に於ける翼型分布とかねじり下げ、上半角の付け方が
変われば失速特性は変わります。アスペクトレシオも揚力傾斜と大きく関わってきますの
で一概に平面形の分類でだけ決めつけることも出来ないのですが、概略はこうしたことに
なると思います。

お礼

回答ありがとうございました。
お返事が大変遅れて申し訳ありませんでした。

あれから１ヶ月ぐらい経ちましたが、
未だに分からず逃避してました...

昨日思いついたのですが、翼端から失速する訳は
束縛渦の強さと関係あるのではないかと...

すっかり流れてしまった質問なので、
勝手ながら新しく質問してみます。

ありがとうございました。