凧は空に浮かぶ手作りのオブジェ。自然が引く凧糸の感触。手の届かないところで織り成す微妙なバランス。凧作りの奥深さは人を惹きつけるものがあります。

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凧が揚がる原理 安定性−風を流す

前回の記事で、「反り」による安定の原理を説明しました。凧を反らせることで風を分けて流すことができ、安定を保つことができるというものです。

これは左右のバランスを保つ作用ですが、上下のバランスを保つ作用はどのようになっているのでしょうか。

前記事の図8を再掲してみます。

凧の原理8

風は凧の上部からも下部からも回り込むように流れ、全体を包み込み、安定を保てるように働いています。

 しかし、これだけでは安定の原理とはなりません。

そこで、ダイヤ型の凧を例にとって安定の原理を説明します。

「反り」を入れたダイヤ型の凧は下の図14のようになります。

骨組みは、縦と横の2本の骨です。

凧の原理14

ポリシートや紙で作ったダイヤ型の凧は、図14のように「たるみ」ができます。

この「たるみ」ができたダイヤ型の凧が風を受けると下の図15のようになります。

凧の原理15

翼面は骨のところで山折りになります。そのため、凧の横骨より上の上部に当たった風は上に上がり凧の裏面へと流れていきます。

反りによって風が左右に分かれて流れるとともに、上下にも分かれて流れます。つまり、全体を包み込むように流れています。

前記事で説明した「反り」と同じ原理が凧の上下に対しても働いてきます。

これにより、全体的に凧が傾かないように、風が周りから掴んでくれている状態になります。

このように、凧のバランスの原理を考えるためには、凧が揚がっている状態を輪切りにして一方向だけの力の作用を考えるのでなく、立体的に見て考察しなければなりません。

凧は、安定したテーブルの上に細長い鉛筆を立てているような、微妙なバランスで揚がっているわけではありません。

自然の風は、常に強さや方向が変化しています。それにより、凧に働く力も変化し、翼面に働く力の中心点の位置や強さ、向きも変わってきます。

その変化をうまく吸収して、安定した体勢が保てるような工夫が凧にはあるのです。いわば、自動安定装置と言ってもいいのではないでしょうか。「反り」もその自動安定装置の一つなのです。
そして、この自動安定装置の多くはこれまでダイヤ凧で説明してきたような、凧の表面を流れる風をうまく流して安定を保てるようにしています。

私が凧を作る上で大切にしていることは、「風をどう逃がすか」です。これを考えることで、凧作りの精度がかなり向上してきました。

非対称の凧 
(工夫すれば左右が非対称な凧でも揚げることができます。)


さらに、凧には安定を保つための工夫がいろいろとありますが、それらにも限界があります。

多少は緩和できても、限界を超えると凧は回って落ちてしまいます。

弱い風の時は揚がっていても、強い風の時は揚がらなくなるというのはよくあることです。凧には、安定して揚がる風の範囲があります。

風が弱いと揚力が足りなく揚がりません。しかし、風が強いとよく揚がるというわけでもありません。

強いと風の流れが変わり、さらには翼面が変形して凧に働く力の中心が変わります。その変化が安定装置の限界を超え、制御不可能となり、回って落ちてしまいます。

さらには、強い風で凧が変形して揚力が発生しなくなることもあります。


さて、話を戻して凧を安定させるしくみについてお話しを続けましょう。

前述したダイヤ型の凧は生地となる紙やポリシートのたるみによって風がうまく流れるようになっています。

これが、柔軟性のない薄いプラスチックの板だと、こうはうまくいきません。

普通の角凧でも、ボール紙などの堅い紙を使うと安定は極端に悪くなります。

和凧は、柔らかい和紙に柔軟性のある竹の骨を貼って作ります。この素材の良さがよく揚がる凧を作れる要因となっています。そして、それが日本の凧文化を発展させた一因となっているのかもしれません。


ここまで、安定の原理をおおまかに説明してきましたが、安定して揚げるための工夫はいろいろとあります。

ここでは凧が安定して揚がるしくみを説明していますが、安定の工夫はそのまま、揚がる凧を作るためのポイントとなるでしょう。

次回からは、その工夫をいくつか取り上げて説明したいと思います。


 
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