片持ち先細翼の曲げモーメントについて(その1)
佐藤先生の論文解説シリーズの第1弾です。論文の式や内容を追いつつ、私のコメントを入れていくスタイルをとります。またオリジナルの本文は章立て等行われていないため、内容に応じて項目毎に分けて記載します。 掲載誌と発行時期 九州大学工学集報第26巻第3号 昭和28年10月3日受理 何について書いてあるのか? 内容 捩じり下げの無い翼に対して、翼スパンに沿う風圧荷重を均等であると仮定する。翼の直線区間と先細比を変化させたとき、曲げモーメントと剪断力はどう変化するのか? 得られる結果 翼の平面形において翼根からの直線距離が短いほど、翼根対して翼端が小さいほど、翼根の曲げモーメントは小さくなる。また、風圧荷重分布が楕円翼に近くなるような先細比と(翼平面形における)直線部の組み合わせが存在する。 本文解説 安全側になるような主翼強度の規定 論文の手法を紹介する前に、戦前の飛行機における強度規定について記載している。 「翼の断面形または取付角が翼幅に沿い変化しない翼、すなわち捩じりのない翼では、風圧分布は翼端部分で$t_m$(平均翼弦)の長さで$p_{0} k g / m^{2} $から$ep_0$に直線的に減るものとしてよい。減少率eは大迎角では0.8、小迎角では0.5」 この規定に関しては1940年頃の航空工学便覧にあるようです。この文章の通りに風圧分布のグラフを描くと以下のようになります。ここでは翼根の風圧を$p_{0}=1 k g / m^{2} $と仮においています。 なんだか違和感がありますね。このグラフの翼はアス比20の矩形翼の片翼についてです。翼端を1m、翼幅が20mの翼について文章通りに考えると、「平均翼弦1mの翼、片翼スパン10mの矩形翼であるとき、風圧分布は翼根から(平均翼弦である)1mずつ$e$の割合で減少する」と読めます。しかし「直線的に減るものとしてよい」という記述とも違うように見えます。 今度は翼根から翼端までの減少率が$e$の割合で減少するとして考えます。 こちらの方が自然に見えます。おそらくこのことを指していると思います。 以上の手法に対して、論文中では「翼幅に沿う風圧力$p_{0} k g / m^{2} $の分布を翼端現象のない均等なものと仮定して」計算しています。さらに、「直線平面形の先細、片持ち翼の翼幅に沿う各断面の剪断力、曲げモーメント