令和5年9月期 航空工学 問3

翼の平面形によって、翼幅方向の揚力（荷重）分布と吹き下ろし分布が変わります。矩形翼は翼端まで翼弦が大きいので翼端側の揚力が大きく、テーパ翼は翼端が細いので揚力が翼根寄りに集まります。楕円翼は吹き下ろしが一様、後退翼は前縁に直角な速度成分だけが翼型に効きます。

（１）誤り。（ａ）（ｂ）を正、（ｃ）を誤りとしている点が違います。矩形翼は翼端側の揚力が大きく（ａは誤り）、テーパ翼は翼端側の揚力が小さく（ｂは誤り）、楕円翼は吹き下ろしが一様で有効迎え角も一様（ｃは正しい）です。

（２）誤り。（ａ）を正、（ｃ）（ｄ）を誤りとしている点が違います。矩形翼は翼端側の揚力が大きく翼根に大きな曲げがかかり（ａは誤り）、楕円翼の吹き下ろしは一様（ｃは正しい）、後退翼は前縁に直角な成分しか翼型に効かない（ｄは正しい）です。

（３）正しい。（ａ）誤：矩形翼は翼端まで翼弦が変わらないので翼端側の揚力が大きく、翼根に大きな曲げモーメントがかかります。（ｂ）誤：テーパ翼は翼端側の面積が小さく、揚力が翼根寄りに集まるので翼根の曲げモーメントは小さくなります。（ｃ）正：楕円翼は吹き下ろし（誘導迎え角）が翼幅方向に一様なので、有効迎え角も一様です。（ｄ）正：後退翼の翼型に効くのは前縁に直角な速度成分 V cosΛ だけです。この成分が音速未満なら、飛行速度が音速を超えても翼型まわりは亜音速に近い流れのままで（亜音速前縁）、強い衝撃波の発生を遅らせられます。問題文の「音速以上に速くできる」はこの意味です。

（４）誤り。（ｂ）を正、（ｄ）を誤りとしている点が違います。テーパ翼は翼端側の揚力が小さいので翼根の曲げは小さく（ｂは誤り）、後退翼は前縁に直角な成分しか翼型に効かない（ｄは正しい）です。

ポイント　令和5年5月・7月期は（ａ）（ｂ）が正しい向き（矩形翼＝翼端の揚力大、テーパ翼＝翼端の揚力小）で出題されています。今回は「大きい」「小さい」が入れ替えられている点に注意します。（ｄ）は、例えば後退角45°なら飛行マッハ数1.0でも前縁に直角な成分は約0.71（cos45°）という意味です。