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◆渦の巻きこみを利用する翼

妄想です。

 翼と渦、渦と巻きこみ、離脱する渦の抵抗

航空機の翼の上面は空気の流れが速く、下面は遅くなります。

速度の異なる流体が混ざるところには渦が生じます。

渦には中心への巻き込みが生じ、渦が安定して存在するためには、 巻き込まれる流体が排出されなければなりません。

排出が少ない場合は、カルマン渦のような形の振動が発生し、渦の剥離が起こります。

航空機の場合は、巻き込まれる空気の排出が起こらず、渦外縁部が中心部より高速で 翼の先端に押し出されていく形となります。
排出と同じ効果となりで渦の形は存在しつづけます。

外に流れる空気は渦を保ったまま翼から離れていきます。 離れる速度は翼の対空速度より遅いため、翼が空気を引きずる形となり、大きな抵抗が発生します。

最近初飛行を行ったMRJなどでは、翼端を上へ曲げることにより、渦の流れが翼端から離れることを避け、 抵抗を減らす工夫を行っています。

 渦の巻きこみを積極的に使う

渦は巻きこみを伴い、巻き込んだ空気は排出されます。排出の流れは渦と直交する形となります。

この排出流を制御することにより、高効率航空機を作れるのではないかと考えます。

下の図の航空機では、翼で発生する渦の排出流を中央部に流し、後方へ流します。 渦中心部の排出流は圧縮され高速化し、翼から離れる時は翼の対空速度を超えます。
これにより、抵抗ではなく逆に推進力を得ることになります。

鳥の翼に似てしまっていますが、鳥の翼からの発想ではありません。

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