Loading article…
航空力学において、翼のピッチングモーメントとは、空気力が圧力中心ではなく翼の空力中心に作用するとみなした場合に、翼にかかる空気力によって生じるモーメント（またはトルク）のことである。飛行機の翼のピッチングモーメントは、水平安定板の揚力を使用してバランスをとらなければならない総モーメントの一部である。[1] ：セクション5.3 より一般的には、ピッチングモーメントは、移動体のピッチ軸に作用するあらゆるモーメントである。
翼の揚力は分布力であり、圧力中心と呼ばれる点に作用すると言えます。しかし、キャンバー翼では迎え角が変化すると、圧力中心が前後に移動します。そのため、圧力中心の概念を使用しようとすると解析が難しくなります。キャンバー翼の注目すべき特性の 1 つは、圧力中心が前後に移動しても、揚力が空力中心と呼ばれる点に作用すると想定すると、揚力のモーメントが対気速度の 2 乗に比例して変化するということです。モーメントを動圧、翼面積、翼弦で割った結果をピッチング モーメント係数といいます。この係数は、翼の迎え角の動作範囲にわたってわずかにしか変化しません。
飛行機全体のモーメント係数は、翼のモーメント係数と同じではありません。右の図は、安定した飛行機の AoA によるモーメントの変化を示しています。正の α に対する負の傾きは、ピッチの安定性を示しています。空力中心とピッチング モーメント係数の 2 つの概念を組み合わせると、航空機の飛行特性の一部を分析することが比較的簡単になります。[1] : セクション 5.10
測定
翼の空力中心は、通常、翼の前縁から翼弦の25%後方にあります。風洞などでモデル翼のテストを行う際、力センサが翼の1/4弦に揃わず、距離xだけずれている場合、 1/4弦点のピッチングモーメントは次のように表されます 。
ここで、示されているDとLの値は、力センサーによって測定されたモデルに対する抗力と揚力です。
係数
ピッチングモーメント係数は、航空機やミサイルの 縦方向の静的安定性の研究において重要です。
ピッチングモーメント係数 は次のように定義される[1] ：セクション5.4
ここで、Mはピッチングモーメント、qは動圧、Sは翼面積、c は翼弦の長さです。 は無次元係数なので、 M、q、S、cには一貫した単位を使用する必要があります。
ピッチングモーメント係数は、翼型の空力中心の定義の基本です。空力中心は、ピッチングモーメント係数が迎え角によって変化しない、または少なくとも翼型の迎え角の動作範囲にわたって大幅に変化しない翼弦線上の点として定義されます。 [1] : セクション 5.10
対称翼の場合、揚力はすべての迎え角で 1 点を通して作用し、圧力中心はキャンバー翼の場合のように移動しません。したがって、対称翼のこの点に関する ピッチング モーメント係数はゼロになります。
ピッチングモーメントは、慣例的に、翼を機首上げ方向に傾けるように作用する場合、正とみなされます。従来のキャンバー翼は空力中心で支持されており、機首下げ方向に傾くため、これらの翼のピッチングモーメント係数は負です。 [2]
参照
参考文献
- ^ abcd クランシー、ローレンス J. (1978)。空気力学。ピットマン。ISBN 978-0-273-01120-0. 2022年7月1日閲覧。
- ^ Ira H. Abbott、Albert E. Von Doenhoff (1959)、Theory of Wing Sections、Dover Publications Inc.、ニューヨーク SBN 486-60586-8