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重心と空力中心、風圧中心と算出方法

のいr翼に働く力と作用点

揚力と空力中心
揚力は翼型(翼弦(翼を進行方向)に沿って切り取った型、AirFoil)によって生み出されるので、この翼型で考えてみましょう。 揚力は翼型に沿って様々に発生しているのですが、一般に迎角によって揚力の大きさやその主たる作用点が変わります。この作用点は「風圧中心」と呼ばれ、一般に迎角が小さければ翼弦の後方に、迎角が大きくなると翼弦の前方に移動します。 作用点が移動していると面倒なので、ある一点で考えられるようにしましょう。ある一点を中心にすると、風圧中心が移動することで揚力の大きさと風圧中心までの距離が変化することいなり、モーメントという距離と力の積算したもので考えることができます。

このモーメントは、先の平板翼の理論で示したように、揚力や抗力を表す式と同じように、次で示すことができます。

モーメント(M) = cm(モーメント係数) × 1/2 × ρ(空気密度) × v2 × S(翼面積)× C(翼弦長)

一般に迎角を変化させると、モーメントが増減します。モーメントが増減するということはモーメント係数が変化することですが、迎角が変化してもモーメント(=モーメント係数)が変化しない点があります。 この点が「空力中心(ac,Aerodymaic Center)と呼ばれる点です
この点では迎角によっても翼自身の釣り合いが取れていますので、つまり、この点に揚力が作用していると考えることができます。
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