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2009年5月29日 (金)

アサギマダラとトビウオと・・・(1)

 滑空する生物の続きですhappy01
 アサギマダラとトビウオに共通する特徴を考えてみました。

Asagimadara これは、アサギマダラの写真からトレースした図です。このように蝶の翅は翅脈(しみゃく)という骨組みのようなものがあります。

Tobiuo_hire これはトビウオの胸ヒレです。実は、団扇の骨のような単純なものを想像していたのですが、実際は途中からいくつもに枝分かれしており、強度的にも、理にかなった構造となっていることがうかがえます。残念ながら瀬戸内海にトビウオはいないので実物を手にする機会がないので、はっきりとは分かりませんが、前縁の骨は太くなっているように見えます。また、後縁には細い筋のようなものが見えます。
 以前紹介したNHKの「ダーウィンが来た」で製作した秋田高専のトビウオの模型では、主翼裏側にのみこの骨を再現していましたが、実物でも胸ヒレ表面はなめらかなのでしょうか?わざわざ骨の凹凸まで再現しようというのですから、たぶんそうなのでしょう。(NHKのページに写真が出ていますので是非見てください)

 このように、両者とも、羽に放射線様に筋があという共通点が見出されます。もちろん、強度と重量のバランスからこの形状の方が有利という考えもできます。東先生の本の中でも、カエデの種は(回転しながらゆっくり落ちる種です)表面の筋が揚力に重要な役割をしており、その表面の筋を削って滑らかにすると回転しなくなるという記述があります(東先生は低レイノルズ数の翼では凸凹の方が揚力が得られると言い切っていますが・・・)。
 そう言うわけで、物は試しで先に紹介したASAGI2を作ったわけですが、射出時(高速時)の抵抗は少ない可能性がありますが、定常滑空時(低速時)の滑空は良くないようでした。ただし、筋の凸凹の大きさや間隔がもっと細かい方がよいかどうかなど、もっと色々なパターンが考えられるので、まだ否定されたわけではありません。Dscn2553

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2009年5月27日 (水)

5/24 JC香川予選と腰痛と・・・

Sdscn2664_2  5/24土器川河川敷で香川予選を行いました。
 朝8時ごろ土器川に移動中、国分寺辺りで雨に遭い不安がよぎりましたが、土器川河川敷は雨が降った形跡もなく、8時半頃には日差しも出て一安心。9時半の競技開始まではやや南よりの弱風で、早々に練習マックス。
 競技開始と共に北風に変わりましたが、それでも最初の30~40分は雲から太陽がのぞくたびに現れるサーマルもまずまずで、最初は2MAXでスタートとなりました。ところが、その後冷たい西風が吹き、頭上には黒い雲が腰を据えてなかなか晴れ間が見えません。しばらく皆空を眺めるばかりで誰も飛ばさない状況。
 大の大人が何やってんでしょうねsweat02
 10時半が過ぎやっと晴れ間は見えてきましたが、西風が強い最悪の状況(会場の東側は天井川で水はないとは言え草むらと砂利だらけの川ですから・・・)。サーマルの読みずらい状況でした。
 それでも、265.4Sという最終的によい記録となったのは、サーマルが出そうなタイミングをアドバイスしてくれたトミヤさんのお陰です。貴重なアドバイス有難うございました。

Sdscn2693  この日は大阪の木下一家が来てくれていたのですが、もうすこし安定した天気だともっと良かったのですが・・・それでも、抜群の高度の飛行は、よい刺激になりました。

Sdscn2704

 実は前日の土曜日に軽いギックリをやってしまい、歩くのはOKだったのですが椅子に座ると右足から腰にかけて痛くて、ぱさこんの前に座ったり腰をかがめるのは厳しい状態でした。
 そういうわけで、競技の後はダウン(機体2ロスト。川に機体捜索は6回は厳しかったです)。月曜は紙飛行機協会に結果を送るのがやっと。火曜は写真の整理でダウン。ようやく、今日、記事を書くことができました。まだ紙飛行機製作はちょっと無理なので、早く痛みが和らいでほしい今日この頃ですweep
 

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2009年5月17日 (日)

渡りをする蝶―アサギマダラ

 飛行性能のよい昆虫というと、まずトンボが思い浮かびます。トンボはホバリングしたり急降下急上昇はもちろん急旋回も自在にこなします。ただ、滑空となると、たまに風上に向かって翅を休めるように一瞬ハバタキを停止している様を見るくらいです。
 それに比べて蝶の飛行は上下運動の大きいヒラヒラとした飛びかたで、急旋回もホバリングもできません。
 そのようなわけで、蝶の飛行にはあまり注意していなかったのですが、去年の夏、木立の中を全く羽ばたかずに滑るように滑空している蝶を見て考えを改めました。調べてみて行き当たったのがアサギマダラという蝶です。

 アサギマダラは渡りをする蝶です。その移動距離は2000km以上になるものもいるらしいのです。
 移動はおおむね1ヶ月から2ヶ月かけているようですが、中には4~5日で1000kmなどという記録もあります。これほどの長距離を(しかも陸地が何百キロもない海上を含む)移動するとなると羽ばたき続けていてはエネルギーが足りないはずです。調べてみると、やはり滑空時々羽ばたきのような飛び方をしているようです。
 つまり、アサギマダラは滑空の得意な蝶ではないかと思われるのです。

 ならば、滑空に適した何らかの特徴があるはずなのですが・・・?

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2009年5月15日 (金)

トビウオ

 先にも紹介したNHKのダーウィンが来た「トビウオ大飛行」で、飛行時間45秒と紹介され増した。確かに空中に45秒いましたが、録画した番組をコマ送りで確認した所、我々の言う所の滑空時間は最大でも4.7秒でした。
 海面での加速に0.8秒。1回目の滑空は2.1秒。次に0.1秒強の加速の後3.3秒の滑空。3回目は0.3秒加速し、かなり高度を取った滑空で4.7秒でした。以後は2~3秒のかっくを繰り返していましたが遠くの映像の為正確には測定不能でした。
 こうしてみると、トビウオの1秒あたりの沈下率はたいしたことはないようです。海の上なので、正確な高度など測定しようがないのでしょうが、通常は2mぐらいだそうです。仮に高度2mで滑空時間が3秒とすると、そこから上昇時間を1秒として引くと、1秒当たり1mも沈下していることになるからです。
 ただし、トビウオは600gもの重量があるため飛行速度は最低でも60km/sだそうですから滑空比は18ぐらいはありそうです。

 トビウオの翼長は40cmぐらいらしいので、紙飛行機のハンドランチサイズで、一見紙飛行機の参考になりそうです。重心位置も(映像を見る限り)主翼の前縁より60~70%あたりにあるようで、これも紙飛行機に近いものです(つまり揚力尾翼ということです)。ところが、トビウオの飛行速度は最低でも時速60km以上ということですから時速10kmチョイの紙飛行機とはえらい違いです。これはレイノルズ数が6倍違うことを意味しますから、トビウオの翼はあまり参考にならないかもしれません。

 とは言え、上反角の付いた主翼、下反角の水平尾翼に加え垂直尾翼まで供えており、まさに飛行機(と、言うより模型飛行機といったほうがよいかも)と同じ構造を持った唯一の生き物なのは注目に値します。二宮忠八が海軍にいて、カラスではなくトビウオに着想を得て飛行機を製作していたら・・・なんてことを考えたりしました。

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2009年5月12日 (火)

滑空する生物?

 今回のご乱心の原因がこれです。

 去年のジャパンカップ本戦の閉会式で、東京大学名誉教授の加藤寛一郎教授が(だったと思うのですが・・・)
「翼の前縁をナイフエッジにできないというルールの下では、何か他の画期的な揚力増加の道を見つけなければならない」
という、お話をされました。
 それ以来、ずっと頭の片隅にその言葉が引っかかっていました。
 かといって、打開策があるわけもないのですが、同じく東大名誉教授の東昭教授の言われるように
「生物に学べ!」
しか思いつきません。

 では、紙飛行機が参考にするべき生き物は何があるのでしょうか?
 東教授は生物の飛行の専門家ですが、
「生き物はサイズが小さくて飛行機には応用できない」
ということをよく言われます。確かに、レイノルズ数的には昆虫の飛行は紙飛行機の参考になりそうですが、昆虫などは一般的には羽ばたき飛行で「失速遅れ」など否定常揚力によって大きな揚力を得て飛行をしているので、固定翼の滑空機である紙飛行機生かせるのかどうかわかりません。
 そこで、滑空を得意にしている生き物を考えてみたのですが、これが意外に少ないのです。

 アホウドリなど大型の海鳥や鷹・鷲・鳶など猛禽類。これらはいくらなんでもサイズ的に大きすぎて紙飛行機の参考とするには無理があるように思います。
 ムササビ・モモンガなどはどうでしょうか。前出の東先生の著作「ハチは宇宙船の中でどう飛んだか」によれば滑空比3程度ということなので性能的にイマイチです。
 先ごろNHKの番組「ダーウィンが来た」で滑空時間45秒などと紹介されていた飛魚は?
 また、渡をするといわれている蝶「アサギマダラ」はどうでしょう。

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試行錯誤・・・ちょっと不調です

 最近ブログを書く暇も惜しんで(m(_ _)m)色々な機体を製作して入るのですが、どうにも納得のできる物になりません。ちょっと奇抜なものに行き過ぎているのですけれど、(それはそれで紙飛行機の楽しみ方の一つではあるのですが・・・)ここへ来てちょっと焦ってきた感があります。

Dscn2661 やっぱ、正統派回帰ですかねぇ

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