翼の反り

翼の反りは、固定翼航空機や凧の横方向（ロール）制御のための初期のシステムでした。ライト兄弟によって使用され特許を取得したこの技術は、滑車とケーブルのシステムで構成され、翼の後縁を反対方向にねじります。多くの点で、このアプローチは、紙飛行機の翼の後ろの紙を丸めて性能を調整するために使用される方法に似ています。 ^[1]

1900 年、ウィルバー・ライトは次のように記している。「鳥の飛行を観察して、鳥は重心を移動させるよりも積極的かつ精力的に平衡を取り戻す方法を使うことがわかった。翼の先端をねじることで横方向のバランスを取り戻す。右翼の先端の後縁を上向きに、左翼の先端を下向きにねじると、鳥は動く風車となり、頭から尾までの線を軸として即座に旋回し始める。」ウィルバーがこの方法を実演した後、オービルは次のように記している。「このことから、前後のトラスを取り除いたシャヌートダブル デッキ タイプの飛行機の翼を同様に曲げることができることが明らかになった。そのため、飛行中に左右の翼を曲げて、表面を異なる入射角で空気に向け、両側で不均等な揚力を確保することができる。」^[2]

鳥は明らかに翼を曲げて操縦している。これは初期の航空機設計者に大きな影響を与えた。ライト兄弟は翼を曲げた最初のグループだった。彼らの最初の飛行機は鳥の飛行パターンと翼の形を模倣した。^[3]

実際には、ほとんどの翼の反り設計は構造部材のたわみを伴うため、制御が難しく、構造上の破損を引き起こしやすいものでした。1911年には、特に複葉機の設計において、エルロンが横方向の制御を実現する最も一般的な手段として翼の反りに取って代わり始めていました。当時の単葉機の翼ははるかに柔軟で、翼の反りに対してより適応性がありましたが、単葉機の設計でも、1915 年以降はエルロンが標準になりました。

初期の航空機における横方向 (ロール) の制御は、せいぜい問題のあるものでした。過度に柔軟で、不本意にねじれる翼は、不本意なロールを引き起こす可能性がありますが、さらに悪いことに、翼の歪みまたは補助翼による修正の試みが、反作用の「サーボ タブ」効果に変換される可能性があります。これが完全に理解されると、翼の構造は次第に剛性が増し、翼の歪みが完全に排除され、航空機は横方向の面ではるかに制御可能になりました。

現在の技術により、科学者は翼の変形（モーフィング翼とも呼ばれる）の概念を再検討できるようになりました。

翼の反りは、初期の航空機に共通する特徴であり、次のような特徴があります。

• アルバトロス（ 1868）
• ライトフライヤー号（1903年）
• サントス・デュモン・デモワゼル（1907年）、最初の自家製機。
• アントワネットV （1908年）、アントワネット IVの翼を反らせた派生型
• ブレリオXI (1909) は、イギリス海峡という大きな水域を初めて横断する飛行を行なった。
• エトリッヒ・タウベ（1910年）は、もともとケーブルで曲げた水平安定板を使用して昇降舵の機能も備えていた。
• 最初のループに使用されたニューポール IV (1911) レースおよびスポーツ用単葉機。
• ブリストルコアンダ 単葉機(1912)。構造上の欠陥 (およびデペルデュッサン単葉機の欠陥) により、イギリス陸軍航空隊での単葉機の使用が禁止されました。
• ロイヤル・エアクラフト・ファクトリー BE2 (1912)の初期バージョンでは翼の反りが使用されていましたが、「C」型以降ではエルロンが使用されました。
• モラーヌ・ソルニエ L (1913) は、世界初の戦闘機であり、他の航空機を撃墜した最初の機体です。
• モラーヌ・ソルニエN（1914年）、第一次世界大戦のフランスの偵察機、以前のGとHから派生した
• コードロン G.4 (1915)、双発エンジンを搭載したフランスの複葉機。
• フォッカーアインデッカー（1915年）、ドイツ初の戦闘機。
• フォッカーD.III (1916) は、翼を曲げる機能を備えた最後の実用戦闘機の 1 つです。
• クリスマスブレット(1919)。翼の歪みと補強されていないバネ鋼の桁が悪名を馳せた。

映画『あの空飛ぶ飛行機』のために作られたレプリカ機のいくつかは、オリジナルの飛行機の翼の反り制御システムを使用していたが、結果はまちまちだった。アブロ三葉機の翼の反り制御は驚くほどうまくいったが、非常に柔軟な翼を持つレプリカのアントワネットでは、翼の反り制御による横方向の制御はほとんど効果がなかった。オリジナルのアントワネットスタイルの補助翼はおそらくさらに効果が薄かったため、目立たない「現代的な」補助翼が挿入されたが、それでも横方向の制御は非常に貧弱だった。^[4]

翼モーフィングは、翼の空力形状をコンピュータ制御で変更する、翼ワーピングの現代版です。この分野の研究は主にNASAによって行われ、1985 年からジェネラル ダイナミクス ボーイング AFTI/F-111A アードバークで試験運用されているミッション アダプティブ ウィング (MAW) などがその例です。

多くの大手企業や科学者が変形翼の開発に取り組んでいます。NASAは、鳥を模倣するためにねじれる細胞で作られた変形翼の開発に取り組んでいます。NASAが翼の構築に使用している細胞は、炭素繊維でできた小さな黒いモジュールです。現在、NASAは無人ドローンに焦点を当てています。^[5]

形状変化翼の魅力は、結果として生じる形状が隙間なく滑らかであることです。従来の翼は、形状の変化、ひいては空力特性の変化を実現するために個別の可動部品（エルロン、フラップ、スラットなど）に依存していましたが、モーフィング翼は、外面を連続的に変形させることでこれらの形状変化を実現します。個別の曲率変化や隙間がないため、翼に関連する形状抵抗が低減し、空力効率が向上する可能性があります。この特性により、アダプティブ翼はさまざまな動作条件での動作に適しています。形状を最適に適応させて抵抗を最小限に抑えることができるためです。

• エルロン
• エルロンを発明したイギリス人MPWボルトン（1868年）
• エレボン–ブレリオの初期の設計、および最近では全翼機やデルタ翼機に使用されているエレベーターとエルロンの組み合わせ。
• スポーツカイト

• NASA – ライトフライヤーで使用された翼の反りのインタラクティブな図
  • ライト兄弟国立記念碑で、公園管理人が 1902 年型フライヤーの複製機の翼の反り方を実演している。
• 飛行100周年 - 段ボール箱を使った翼の反りを発明したウィルバー・ライトのイラスト
• Aerospaceweb – 操縦翼面の起源
• PBS – ウィングワーピングとは何ですか?
• アウルズヘッド交通博物館のエトリッヒ・タウベの複製機の飛行デモ。翼端と安定板の反りを実演している。