複葉機
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複葉機（ふくようき）とは、飛行機において、揚力を得るための主翼が2枚以上あるもの。狭義には2枚のものを指し、3枚のものを三葉機、4枚以上のものは多葉機と呼ぶこともある。
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[編集] 歴史的経緯
揚力は速度の2乗、密度、翼面積に比例するが、飛行機の発展当初においてはエンジンが非力で速度が小さく、そのため機体を飛ばすのに必要な揚力を確保するには翼面積を大きくする必要があった。だが当時の翼は布張り木製で強度がなかった為、短い翼を上下に配置しその間に桁やワイヤーをめぐらす事で、強度を保ちつつ翼面積を大きくすることに成功した。
しかし、複葉翼は上下の翼間において流れの干渉が起こるため単純に翼2枚分の揚力は発生しないうえ、上下の翼をつなぐのに使用されるワイヤーの抵抗が大きく（抗力係数が翼型の数倍～数十倍）、効率が悪かった。そのため飛行機の速度性能が向上や、製造技術の向上に伴う翼の強度の向上とともに、欠点が目立つようになり、1930年代後半には金属製の単葉機が一般的となる。
しかしながら、上下の翼の干渉は両翼を前後にずらすことにより、空気抵抗もワイヤーの本数を減らすことで、ある程度の解決はできた。一方で単葉機の側も初期の頃は洗練がなされず、必要な強度を確保するため主翼を厚くして空気抵抗を増して失敗した例もある。そのため1920年代から1930年代は、単葉機と複葉機が併用された時代であった。例えば1925年のシュナイダー・トロフィー・レースでは、複葉機のカーチス R3C-2が単葉機のマッキ M.33に対して勝利している。
第二次世界大戦期にはほとんど単葉機への移行が完了したものの、日本、イギリス、イタリア、ソ連（初期のみ）では複葉機の使用例もある。特にイタリアは30年代において当時最速の時速702kmの単葉機を開発しており、この分野では先駆者であったにもかかわらず、複葉戦闘機であるCR.42を1942年まで生産し続けた（なお同機は、イタリア休戦後の1943年にはパルチザン掃討に使用するため、ドイツの命令により150機が生産された）。
現代ではその省スペース性が見直され、一部のアクロバット飛行用、農業用飛行機もしくはウルトラライトプレーンに残っている他、誘導抗力の低減や、ブーゼマン翼（後述）の生む衝撃波低減など、新しい利点が注目されている。
[編集] ブーゼマン複葉翼
1930年代にドイツの航空工学者アドルフ・ブーゼマンが提唱したブーゼマン複葉翼を戦後NASAなどが研究していた。これは二枚の翼に発生した衝撃波を干渉させ打ち消すもので、超音速機に発生する衝撃波の低減が期待されていたが、
- 迎角が変化すると干渉が崩れてしまう
- 超音速巡航状態以外では逆に既存の翼より抗力が大きい
- 翼端では干渉が崩れる
などの問題によって研究は打ち切られた。しかし近年、CFDを用いてこれらを解決しようと防衛省、東北大学などで研究が進められている。
[編集] 有名な複葉機
- 第一次世界大戦まで
- 第二次世界大戦まで
- 現代
- ピッツ・スペシャル：曲技用複葉機。
- グラマン アグキャット：1950年代に設計された農業用複葉機。
- PZL M-15 ベルフィゴール:農業用複葉ジェット機。
- An-2:第二次世界大戦戦後に開発された複葉単発機。
- An-3:ターボプロップエンジンを搭載した複葉単発機。
[編集] 関連項目
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