翼の端がなぜ曲がってる？ 旅客機の重要な工夫 原型を作った数々の“異形機”開発者とは

JALのボーイング767-300ER。主翼端にウィングレットを装着している（画像：reezuan／123RF）。

現代の旅客機の多くは、主翼の先が曲がっており、先端部分だけ空に向かって“立った”ような形の機体がみられます。これは「ウィングレット」とよばれ、重要な役割があります。

主翼の先端がピンっと曲がっている旅客機

　2024年現在、空港で離発着している旅客機の多くは、主翼の先が曲がっており、先端部分だけ空に向かって“立った”ような形となっています。このような主翼になっているのには意味があります。

　この機構は「ウィングレット」と呼ばれ、燃費を改善する効果があります。

　飛行機は、主翼の上と下の気圧差で空中に浮く仕組みで飛んでいます。飛行中の機体は、主翼の上の気圧が低く、下が高くなっており、これにより上方へと持ち上げられる力、（揚力）が発生し、宙に浮くことができます。

　このとき、翼の先端部分では、気圧の高い下側から上に向かって空気が引っ張られ流れてしまいます。翼は前方へと移動しているので、引っ張られる方向は斜め前方になり、こうして主翼の先端で空気の渦が尾を引くことになります。これが「翼端渦」です。

　翼端渦は飛行の際に不要な空気抵抗となるため、その抵抗のぶん、燃焼を多く消費します。それを解消するのがウィングレットです。先端を上に向けることで、翼端の空気が主翼の上に回り込みづらくなり、結果、翼端渦の発生を低減できるというわけです。

　このウィングレットを初めて実装したのは1988年に初飛行した「ジャンボ・ジェット」のベストセラーサブタイプである「ボーイング747-400」とされています。実はこの機構の原型には、ミリタリー好きの間で“珍兵器”や“変態機”と呼ばれる航空機の開発で知られる人が関わっています。リヒャルト・フォークト博士です。

「ウィングレット」の原型を作ったドイツの航空技師

　第二次世界大戦前や戦時中、ナチスドイツ政権下で左右非対称の形状の偵察機であるBV141や、コックピットを中央胴体終端部に配した3胴式の高速爆撃機P.170、 左右非対称に加えてレシプロ・ジェットの混合動力攻撃機であるP.194など、異形の機体を開発したフォークト博士ですが、ドイツ敗戦後はアメリカに移住しています。

　フォークト博士はアメリカ移住直後の1949年に、翼端を上に跳ね上げることで空気抵抗を低減し、燃費を改善して航続距離をのばす特許を出願していました。

　これが後に、ウィングレットと呼ばれる翼端板の原型になります。その後、1959年にボーイングへ招かれ技術顧問として航空機開発に関わるようになり、垂直離着陸機（VTOL）と水中翼船といった野心的な航空機の計画にも関わりますが、ボーイング747の設計の出荷後評価にも関わっています。

　フォークト博士自身は1979年1月に亡くなっているので、現在も続く旅客機でのウィングレットの流行については見ることがありませんでしたが、航続距離が延び便数が増えたことや、燃料費そのものの高騰もあり、ウィングレットは大型旅客機のみならず中・小型の旅客機も装備するものとなりました。

　なお、エアバス機に関しては翼端にある装備を「シャークレット」と呼んでいます。これは役割こそ同じですが、2011年に同社が独自の設計思想で独自開発した装備であるとしており、名前が違っています。

　ちなみに、フォークト博士は1924年から1933年まで川崎航空機（現：川崎重工業航空宇宙システムカンパニー）にドイツのハインケルから派遣されており、弟子として、三式戦闘機「飛燕」や、戦後の国産旅客機「YS-11」の開発で有名な土井武夫技師がいます。