迎え角30deg.跡地

もうここにはいない

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2008/01/26 23:21

プラモ完成 

正月に手を付け始めたプラモデルが完成しました。

NASA X-29 前進翼実験機

翼が付け根から機体前方に伸びている前進翼は通常の後退翼と同様に臨界マッハ数を上げる機能を持ちながら、翼端失速を起こすことがなく大きな迎え角まで失速に至らない。また、横安定や方向安定が失われ機体が不安定になるという特徴を持っている。旅客機として飛行特性が不安定側によっていくのは乗り心地などの面で致命的だが、戦闘機としてはこの不安定さを上手く利用すると機動性が高い機体にすることができる。

二次大戦中に何機か前進角を持った機体が設計されたが、超音速飛行をする機体での前進翼の研究のために作られたのがX-29である。
飛行制御には、前進翼機が持つ不安定さを手なずけるために3重の冗長性を備えたデジタルコンピュータとバックアップの3重冗長アナログコンピュータが用意された。完全なフライバイワイヤにより、機体の前方に取り付けられたカナード、主翼のエルロン、機体最後方のストレーキフラップ、垂直尾翼のラダーを制御している。前進翼の特性と翼面の制御によりX-29は45度もの大迎え角でも操縦可能であった。

X-29が成功したのには翼構造の進歩が大きな役割を果たしている。通常のアルミ合金で作られた多桁構造による翼では、前進翼が大きな揚力を出した際にその揚力によって翼の前縁側が反り上がってしまう。反り上がって迎え角が増した翼は更に大きな揚力を生み出し更に反り上がる。この悪循環が続くと、翼が構造的な限界に達し破壊してしまうダイバージェンスと呼ばれる現象が起こる。それまではダイバージェンスを防ぐために翼の構造をごつくし剛性を上げるしか対処法がなかった。ごつい翼構造は機体の重量増を引き起こしてしまう。

X-29では翼構造にCFRP(炭素繊維強化プラスチック)などの複合材が用いられた。複合材は一方向に向いた炭素繊維が入ったプリプレグというシートを重ね合わせて一つのプラスチック材として成型していく。そのため、繊維の方向と割合を調整することで「ある方向にのみ強い素材」というような金属では為し得ない性質を持った材料を作ることができる。
この性質を更に応用して積層構成に微妙なさじ加減を施すと、「板に曲げモーメントを加えただけなのに、曲げと連成して板がねじれる」という変わった性質(曲げねじりカップリング)を持った板が出来上がる。
X-29の主翼構造は複合材の成型技術により曲げねじりカップリングを持つように設計されている。このため、揚力によって翼構造に曲げモーメントがかかると迎え角の増加を押さえ込むようにねじりが生じる。このため、高速で大きな揚力が出てもダイバージェンスが発生しない前進翼構造を作ることができたのだ。この技術はaeroelastic tailoringと呼ばれている。

構造系の研究室に所属し特に複合材に触れている身として、この飛行機には大きな魅力を感じます。模型屋さんで思わずこのモデルを手に取った理由の一つはそれです。

ちょいとうんちくを書いてみようかなと思ったら予想以上に長くなってしまった(笑)

完成度としてはまだまだです。アップで写すと恥ずかしいところがたくさんばれます。塗装もいい加減だしデカールのストライプもうねうねです(笑)
このモデルを選んだもう一つの理由はデザインがお洒落さんだったから。軍用機のような地味なのはちょっと気が進まなくて。

おまけ。

以前にこのblogに載せた、飛行機の食玩、増殖しました。
全部YS-11です(笑) 手前の航空自衛隊YS-11FC(Flight Checker)はシークレットのようですヽ(^o^)丿

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