飛行機の主翼、端が立っているのはなぜ? 重くなるのに燃費改善のカラクリとは

飛行機の主翼の先端が垂直に立っているのには、もちろん大きな理由があります。重くなるのに燃費が良くなるというこのウィングレットというパーツ、どのような仕組みなのでしょうか。

1500kgも重くなって5%燃費が改善!

 2017年現在、昨今の航空各社の旅客機を見てみると、主翼の先端が垂直方向に立っているものが多く見られます。某漫画・アニメ作品の少女型ロボットが「キーン」と口にしながら走る際のポーズを彷彿とさせます。

 あの翼端の立った部分は「ウィングレット」と呼ばれるパーツです。JAL(日本航空)のWebマガジンサイト「OnTrip JAL」2013年8月21日掲載記事によると、主翼の先端を立てただけで、燃費が5%も改善するといいます。

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JALのボーイング767-300ER。主翼端にウィングレットを装着している(画像:reezuan/123RF)。

 同記事によると、この5%という数字は、たとえばバンクーバーから成田まで10万ポンド(約45トン)の燃料を消費するとして、ウィングレット装着機だと5%ぶんの5000ポンド(約2.25トン)燃料の消費が少ないことになり、ドラム缶に換算すれば約15本分に相当する量であるそうです。もちろん、飛行距離などにより効果の程は変わるため一概には言えませんが(長距離のほうが効果的)、もしすべての飛行機で同様に燃料消費量を削減できるとしたら、その量が膨大なものになることは明らかです。

「ウィングレット」の注目すべき点は、実はあの翼端のパーツ部分だけで左右あわせ1500kgもあり(ボーイング767-300ERの場合)、つまりそれだけ重さが増えたのにも関わらず燃費が向上しているというところです。航空機にしろクルマにしろ、およそ重量は軽ければ軽い方が、基本的に燃費も良くなるということに変わりはありません。にもかかわらず5%の燃費改善です。

 いったいなにが起きているのでしょうか。カギとなるのは「翼端渦」という現象です。

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コメント

11件のコメント

  1. 割けて
    じゃなくて
    避けて
    では?

  2. 主翼端に燃料タンクをつけているのは、他にP2V系列の一部(P2V-5以降?自衛隊使用のP2V-7、P-2J含め)、F9F系列、F-89などといった、概ね50年代から60年代にかけて原設計ないし改良が行われた機体に多い様です。F-104の場合は翼端の燃料タンクの代わりにミサイルも搭載可能でした(ただし、航続距離はがた落ちとなるため燃料タンクとするのがほとんど)。
    T-33の原型のP-80(後のF-80)も、1945年頃の初飛行では翼端燃料タンクなしでした。ただし民間機では翼端燃料タンクはあまり流行らなかったようです(煩雑さ、重量増加を嫌ったためか)

  3. 記事では日本国内でウイングレットの装着は、ANA(全日空)が2008(平成20)年から翌年にかけ、ボーイング767-300ERに順次装着していったのが皮切りだとされていますが、1990年にJAL(日本航空)に導入されたボーイング747-400に既にウイングレットが装着されています。
    一方ANAのボーイング767-300ERは時期が違います。2010年導入のJA619Aから2012年導入のJA627Aに装着されました。またボーイング737-700/800にも付いていますが、ANAでは2005年のJA01ANからJALでは2006年のJA301Jから導入されています。

  4. むかーし読んだ三菱F-1の本で、翼端のミサイルランチャを取り付けている方が飛行が安定する主旨のことが書いてあったのがうる覚えに。

    • 多分フラッター(翼などの振動)防止といった面もあると思います。

    • 主翼の左右端に燃料タンクやミサイルなどの重量物を取り付けた場合、ヨー(左右への首振り)方向とロール(左右への傾き)方向の慣性モーメント(動きにくさ)が大きくなるので、機体の安定はします。
      「安定=動きが鈍い」なので、敏捷性の必要な高機動時にはタンクを投棄したりします。操縦感覚にはウイングレットの影響がなかったと本文にあるのは、民間機はもともと安定性重視な為もあり、「さほど」影響を感じなかったということかと思います。

    • 三菱F-1の事は詳しく知らないけど、翼端にミサイル付けないとフラッターで不安定というのでは怖い。主翼にその後なにかしらの対策したのでは?

    • フラッター防止、というより軽減を目的として翼端にミサイルランチャーないしアンテナをつけている機種は結構あります(他にはMiG-25系列など)。フラッターが問題になるのは超低空高速飛行、ないし高機動時が重要であり、普通の巡航時にはあまり問題は少ないと思われます。また、フラッター軽減ないし誘導抵抗の軽減方法の一つに、翼端の形状を工夫する、という方法もあるようです。

  5. これ旅客機で搭載機が出てきた頃、速度が遅くなると言われてた

  6. 尾翼には付けない決まりなの?

    • 水平尾翼につけても誘導抵抗は軽減しません。
      時々水平尾翼の端に垂直尾翼がついている機体もありますが、それは縦安定性や操縦性を保つためには胴体上の垂直尾翼では面積が足りなくなった結果で、今回の話とは全くの別問題です。