イスラエル・ウィグナンスキーは幼少の頃からフライトに夢中です。 アマチュアパイロットである彼は、16歳で最初にソロになりました。現在80歳近くになり、彼はまだ飛行し、止まる気配はありません。 50年以上のキャリアの中で、アリゾナ大学の航空宇宙および機械工学の教授であるウィグナンスキーは、気流と乱気流を操作して飛行機をより効率的にする方法を研究してきました。
来年、彼の仕事の成果はボーイング社のテスト機である757 ecoDemonstratorで飛ぶでしょう。 このプロジェクトは、飛行中の非効率性の主な原因、つまり飛行機の尾部に焦点を当てています。 新しい尾部には、低速での操縦や、航空機の進路を維持するために舵が必要な場合にエンジン障害が発生した場合の操縦を支援する、一連の小型掃引エアジェットが採用されています。 ボーイング、NASA、カリフォルニア工科大学と共同でテストされた設計は、今後数十年でより小さく、より軽いテールとより多くの燃料効率につながる可能性があります。 チームは10月にNASAからGroup Achievement Awardを受賞しました。
作成したデモモデルは、飛行機の尾が必要以上に大きいことを示しています。 何故ですか？
垂直尾翼は非常に大きいです。 場合によっては、ほぼ半分の翼の大きさです。 本質的に、飛行機がライフサイクル全体、たとえば25年を経過し、エンジンを失うことがない場合（今日のエンジンは非常に信頼性が高いため）、本質的に正当な理由もなくこの大きな垂直安定装置を搭載しています。 その重量、抵抗を考えてください。 それは飛行機の燃料消費にかなり貢献しています。 ある程度までは常に使用されますが、その潜在能力全体ではありません。 飛行機がエンジンを失うことがなければ、尾は重要な操縦面ではありません。
今年の初めに、風洞試験により、ジェット機を装備したフルサイズのテールを設置しました。 どうだった？
もともと、この垂直尾翼には37個の[掃引ジェット]アクチュエータが埋め込まれていました。 1つのアクチュエータでもテールの効率をほぼ10％改善できることが判明しました。 この1つのアクチュエータジェットの面積（1/8平方インチ）は、翼全体（370平方フィート）の流れに影響を与える可能性があります。 それは驚くべき結果でした。 私はそれがテストされ、飛行が証明されると思います。
それでは、飛行機の尾はどれくらい小さくできますか？
結果はすぐに、30パーセント縮小できることを示しています。 相当な量です。 燃料消費を1％程度節約するとしたら、それが飛行機の寿命にわたって何を意味するかを考えてください。 ここでの実験全体は、技術を証明し、私たちの足を踏み入れることでした。そのため、業界は、ここでは決して使用しなかった可能性があることを認識します。 つまり、ツールボックスには、飛行機の設計方法を変更できるツールがあります。
Wygnanskiは、アリゾナ大学の航空宇宙および機械工学の教授です。 （礼儀NASA） そのため、気流を少し調整することで、ステアリングやリフトなどの結果に影響を与えることができます。 シンプルなコンセプトのようです。 何がそれを達成するのをそれほど難しくしますか？
この問題全体におけるアキレス腱は、流量制御を提供するアクチュエータの複雑さでした。 最初は電磁式のものを使用しました。 人々は圧電性のものを使用しました。 それらは重いか、保守が困難です。 次に、圧縮空気を必要とするデバイスである小型振動ジェットアクチュエータを使用するという別のアイデアが生まれました。 可動部分はなく、本質的に翼の表面にエッチングすることができます。
そして、あなたは以前に他のタイプの飛行機でこの概念をテストしましたか？
うん。 ジェットエンジンの排気で見られる2つの空気流の混合など、いくつかの比較的基本的なフローパターンの調査を開始しました。 それは、そのアイデアのより大きなアプリケーションにつながりました。 たとえば、2003年に、V-22オスプレイのテクノロジーデモンストレーターである飛行機で、ベルヘリコプターとボーイングと共にテストしました。 研究所で予測したものが機能しました。
V-22からジェット旅客機への大きなジャンプです。 どのようにして商用便に移行しましたか？
「飛行に重要ではない操縦翼面とは何だろうか？」 つまり、その操縦controlに何かが起こっても、飛行機は飛ぶことができます。 商用飛行機の典型的な尾はそのような表面です。 たとえば、飛行機の1つのエンジンが終了したとします。 その場合、推力がもはや対称ではないという事実にもかかわらず、尾は飛行機がまだまっすぐに飛ぶことができることを確認します。
エアジェットのシステムは、尾以外の場所で使用できますか？
そうそう。 まさに。 [このデモンストレーション]は、人々にそれを試すことができることを納得させるためだけのものでした。 将来の飛行機の設計に大いに役立つかもしれません。 翼を後方にさらに掃引する可能性があり、それにより抗力を増加させることなく速度を上げることができます。 同じ量の燃料を消費する飛行機で大西洋を横断することを想像してください。ただし、飛行時間を1時間半節約できます。 Concordを除いて、私たちは50年間同じ速度にとどまっています。
民間旅客会社は保守的であり、十分な理由があります。 したがって、新しいテクノロジーが採用される割合は比較的遅いです。
とても、とても遅いです。 専門家でない場合は、今日の飛行機を見て、1950年代後半に飛行した商用ジェット機を見て、まったく違うものを見るのは難しいでしょう。 ライト兄弟から100年以上経ちました。 最初の50年間で、ライトフライヤーから707に大きな変化がありました。707から今日まで、はい、空力の面で改善が見られますが、それほど明白ではありません。 今日、私たちは1960年に飛行していたのと同じ速度で飛行します。燃料効率などもありますが、基本的に、人々は「まあ、航空学は日没の科学です。 もう新しいものは見当たりません。」
そして、ここで、あなたはあなたが何か新しいものを持っていると信じていますか？
私たちはそうしていると信じています。
