風をコントロールする「空気力学」で、乗り物を「デザイン」する

300～400トンを持ち上げる「風」の力

普段は自転車でスイスイ走れる道なのに、向かい風が強い日は前に進むのがとてもキツかった、という経験はありませんか。目には見えない「空気」ですが、ぶつかる速度の二乗に応じて抵抗力も大きくなります。その力を翼の形によって浮き上がる力「揚力」に変え、空を飛べるようにしたのが飛行機です。ジャンボジェット機の場合、300～400トンの機体が揚力によって持ち上がるのですから、風の力がいかに大きいかがわかるでしょう。「空気力学」は、風の流れを整えて抵抗を小さくしたり、航空機が安全に飛べるようにする技術を研究する学問領域です。

求められるすべての条件を、高次元で融合

抵抗が小さいほど少ないエネルギーで物体を動かせますから、1970年代の「オイルショック」の頃から、世界中の自動車メーカーが、空気抵抗を減らす研究に力を入れるようになりました。空気抵抗を10％減らすごとに、燃費が約3％良くなると言われています。「たった3％？」と感じるかもしれませんが、燃費性能を上げる研究は、ネジ1本を軽量化するレベルまで進んでいるので、1％向上させるだけでも大変なのです。しかも自動車の場合、デザインが不格好になったら魅力が薄れますし、価格が大幅に上がるような素材を使うと売れなくなるでしょう。エンジンなどの冷却効果も考えねばなりませんし、ハイスピードで走るスポーツカーなら、スリップしにくいようダウンフォースでタイヤの接地力を上げる風の使い方も考えねばなりません。さまざまな条件を高い次元で融合させる技術が必要なのです。

空気力学は、「風使い」の学問

今後は、さらに空気抵抗の低いデザインが採用されていくでしょう。全世界では膨大な数の自動車が走っていますから、わずか数％の燃費性能向上でも、ものすごい量のエネルギー節約につながります。風の流れと力とをコントロールする「風使い」の学問は、環境分野においても社会貢献できる学問なのです。

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先生情報 / 大学情報

久留米工業大学工学部交通機械工学科教授東大輔先生

興味が湧いてきたら、この学問がオススメ！

空気力学、流体力学、デザイン工学

メッセージ

飛行機や自動車を眺めて、「どうしてこんな形なのだろう、何か特別な意味があるのかな」なんて、疑問を感じたことはありませんか。実は乗り物の「カタチ」には、工学的に計算されつくされた理由があるのです。
私の専門はエアロダイナミクス、つまり「空気力学」で、風の流れを整え、安全に飛べる航空機や、高いエネルギー効率で走れる自動車の「デザイン」を研究しています。あなたが、航空機や自動車、船、鉄道など、乗り物の形に興味があるのなら、空気力学について一緒に学びませんか。

先生への質問

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久留米工業大学に関心を持ったあなたは

久留米工業大学は「人間味豊かな産業人の育成」を目指して、「実践的なものづくり教育」を進め、「ものづくりの楽しさ」を発信し続けています。さらに、ものづくりの実践教育の充実を図るため、ものづくりセンターを中心に、学科の垣根を越えて全学的な取り組みを実施しています。本学は、小規模大学である特色を生かし、学生一人ひとりと教職員がお互いの顔がよく見えるアットホームな雰囲気の中できめ細かな教育を行い、実践的なものづくり能力を養成するための科目を多く設けています。