更新日 : 2013-10-29 08:19:02

トンボに学ぶ新しい羽の形

なにがすごいの？

大空を自由に飛び回るトンボ。
そよ風の中でも、少々強い風の中でも、トンボは気にすることなく飛んでいます。

実はこれはとても凄いことなのです!
体重わずか1～2グラムのトンボにとって、空気はとても粘性が高く、例えるならば私たちにとっては水の中を飛んでいるようなものなのです。
その中を、トンボはどうしてスイスイ滑空できるのでしょうか?

秘密はその翅の形にありました。
トンボの翅の断面を見ると、流線型の断面を持つタカや飛行機の翼とは違って、デコボコしていることがわかります。
トンボの飛翔中には、このデコボコした部分に小さな空気の渦が発生します。
この小さな渦が、その外側の空気を翅の後方へスムーズに流し、微風でもトンボの翅には揚力が生じるのです。

また強い風の中であっても、発生する渦のおかげで、翅の周りを流れる風は大きく乱れることが無く、トンボは安定して滑空することができるのです。

どうやって役立てるの？

上：ギンヤンマの前翅の断面　中：前翅の周りの空気の流れを，目で見えるようにした写真　下：写真２とは別の方法で空気の流れを可視化した写真
(C) 篠原章太朗氏（日本文理大学大学院）
トンボ型小型飛翔体は、超低速で安定して飛ぶ事が可能です。
災害時の人命救助用に、カメラを備えリモートコントロールで動く、昆虫型小型飛翔体の開発が期待されています。

また、少しの風でも空気をそろえる事が可能なデコボコ翼を利用すれば、マイクロ風力発電機を作ることができるかも知れません。

現在使われている大型の風力発電機は、建設に大きな費用がかかります。
また、高速で回転するために高周波が発生し、周辺の自然や住民に影響を与える事が心配されています。
家の中でも軒下でも、いつもくるくる回っているマイクロ風力発電機で、こんな問題も解決できるかも知れません。

どんな研究をしているの？

トンボのデコボコ翅の周りを流れる空気の渦を目で見ることに、やっと成功しました。
それを利用して、従来の流線型の翼との違いや新しい特性が研究されています。

またこの特性を利用して、超小型の飛翔体の開発や、そよ風でも発電することが出来る新しいマイクロ風力発電機の開発実験も始まっています。

どんな技術開発ができるの？

日本文理大学のマイクロ流体技術研究所では、手の平サイズで重量わずか4グラムの非羽ばたき型小型飛翔機「マーズフライヤー」と、同じく手の平サイズで重量25グラムの「ドラゴンフライヤー」の飛翔実験に成功しています。

【参考】
・マイクロ流体技術研究所/Home

【返信】大電力用の小型風力発電機
「 石田秀輝 」さんの書き込み
2015-03-03 05:46:27
素敵なアイデアです!
問題は、トンボの羽が効果を発揮するのは、空気の粘性が強いところだけなのです。そのためには、小さな羽根であり、比較的低速の風を得意としています。風レンズなどを使った場合もこの条件を確保できるかどうか･･･少し検討が必要だと思っています。
大電力用の小型風力発電機
「 wajin128 」さんの書き込み
2015-02-11 13:09:44
トンボの翅小型風力発電機を、九州大学が開発した【風レンズ装置】の中に置けば、効率良く発電する事が出来ます。
さらに風通しの良いビルを建設して、各部屋に小型風力発電機を設置すれば、大電力を生産できます。

ビルをネットで覆えば【バードストライク】も防げます。
シャッターを設置すれば、強風の被害も無くせます。
海岸には年間平均5m/sの風が吹くと、国土交通省が語っています。
の風を利用すれば、日本国内で消費する電力はすべて賄えるでしょう。
https://www.youtube.com/watch?v=c76TJ0srATQ&feature=youtu.be
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