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IT Houseは8月12日、中国の西北理工大学の研究チームが画期的な進歩を遂げ、ソニックブームを効果的に軽減し、航空機の空力効率を向上させることが期待される、穴のある新しい翼のデザインを開発したと報じた。

画像ソース Pexels

皆さんが知っているように、ソニックブームは超音速飛行中に発生する衝撃波であり、多大な騒音公害を引き起こすだけでなく、建物のガラスを破壊する可能性もあります。これは、超音速民間航空機の開発を制限する重要な障害でもあります。。従来の翼の設計はベルヌーイの原理に従っています。つまり、翼の上面の空気の流れは速く、圧力は低く、下面の空気の流れは遅く、圧力が高いため、揚力が発生します。しかし、航空機が音速に近づくと、翼の周囲に衝撃波が発生し、乱流が発生して抗力が増大し、揚力が減少して有害な振動が発生します。

航空学部のガオ・チャオ教授率いる研究チームは、コンピューターシミュレーションと風洞実験を通じて、次のことを発見した。翼に特定の穴を設計することで、効果的に衝撃波を遮断し、振動を軽減すると同時に、空力効率を 10% 以上向上させることができます。

現在、超音速航空機を製造できる国はわずかであり、超音速飛行の激しい圧力に耐えるためには特別で高価な材料が必要です。さらに、ソニックブームの問題により、人口密集地域での超音速航空機の飛行は厳しく制限され、最終的には 2003 年に超音速旅客機コンコルドが退役することになりました。

チームのソリューションはシンプルですが独創的です。彼らは、航空機が音速を超えた場合にのみ開く装置を翼の穴に設置し、翼の周りの空気の流れを効果的に制御しました。穴の内側にはエアポンプも装備されており、ジェットの強さを調整して翼前縁の乱流を軽減し、翼の振動を軽減します。この設計では揚力がわずかに減少しますが、全体的な抗力の減少により揚抗比が増加します。

現在のところ、チームは技術を改良するためにさらなる風洞実験を計画している。同時に、IT House は、世界中の多くの研究チームが、翼の表面に溝や突起を追加したり、衝撃波を抑制するための機械装置を使用したり、衝撃波を抑制したりするなど、超音速飛行の問題を解決する方法を積極的に模索していることにも気づきました。空気の流れを制御する圧電フィルム。 NASAとロッキード・マーティンが共同開発した超音速実験機「X-59」は、今年初の試験飛行を予定しており、フロントガラスのない細長い機首とコックピットを採用し、ソニックブームの騒音を大幅に低減するように設計されている。

Gao Chao 教授のチームは、その解決策に自信を持っており、研究報告の中で次のように指摘しています。「ジェット制御を使用して衝撃波のジッターを抑制すると、揚力はわずかに失われますが、総抗力は減少するため、揚抗比は減少します。代わりに増えます。」

チームの研究結果は、Acta Aerodynamics に掲載されました。