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−安定のための工夫 その1

 凧を安定させる一番簡単な方法は、しっぽを付けることです。しかし、いくらしっぽを付けても、凧自体が安定しない構造になっていたのではどうにもなりません。

これまで、凧を反らせることで安定が保たれるからくりを説明しました。その結論として「風をうまく逃がして安定を保つ」というのが私の持論です。

ここでは、「反り」以外に凧が安定するための要因となるものをいくつか取り上げることにします。


(1)翼面の柔軟性

凧は翼面が、和紙やビニール袋、布など柔らかい物で作られます。

これは、重さを軽くするためだけではなく、風が当たって滑らかな曲面が作られ、風をうまく逃がす形状となり、安定に一役買っているからです。

このことは、前記事でもダイヤ型の凧を例に説明いたしました。

柔らかな生地で凧を作るということは、安定性に関わっているのです。

例えば、鳥凧を和紙で作る場合は、和紙を一度くしゃくしゃにして揉んで、さらに柔らかくします。これにより、風の流れがスムーズになり安定が増すというわけです。


(2)骨組み

骨組みは凧の構造を決める大切な要素です。骨組みが変わると、同じ形の凧でも揚がらなくなります。

その理由は、骨の位置によって、凧の表面を流れる風の流れ方が変わってくるからです。

例えば、図16のように同じ正方形の凧でも、骨組みが違うと性能は全く違ってきます。

凧の原理16

図16(a)では縦と横に十文字に組んだ骨にしていますが、これだと凧は不安定な上に揚力の発生も悪く、いくらしっぽを付けてもうまく揚がりません。

そこで、(b)のような骨組みにすると、よく安定し、しっぽがなくても揚げることができます。

これは、適度に風を上と下に流し、横骨から下の面は風をはらんで左右に風を分ける構造になっています。

このように骨組みは風をどう逃がすかに大きく関わってきます。

次に、小さな角凧の骨組みを見てみましょう。

凧の原理17

図17(a)のような骨組みだと、左右に風を逃がすことができます。(b)のように真ん中にさらに横骨を入れる物もありますが、そのときには弱い骨を入れ、風の逃げ道を妨げないようにします。

また、普通の角凧の場合は、一番上には必ずしっかりした横骨を入れます。

なぜなら、凧の上部では風が上に向かって逆流し、風圧が高くなるところなので、ここにはしっかりした横骨を入れるのです。そして、この最上部が弱いと揚力が落ちることにもつながります。

このように、凧の形に合わせて、どこに骨を入れるかということも大切ですが、さらに、それぞれの骨の強さも安定の要因となっています。


(3)骨の強さ

骨組みは骨を付ける位置とその強さによって凧の構造を決定します。

少しの風で空に浮かべるためには、凧の骨はできるだけ軽くしたいところですが、風圧のかかる所はしっかり支えて揚力を発生させなければなりません。

また、うまく風を逃がすためには、強さを弱め、柔軟性のある骨にすべき所もあります。

もう一度、角凧を例にとると、図18のようになります。

凧の原理18

凧の表面に当たった風が周りにうまく流れるようになっています。

上部の風圧の高いところは、しっかりしなければなりません。特に、最上部の横骨は図18(b)のようにゆがんでしまうと左右のバランスが崩れ、凧は回転してしまいます。

また、真ん中にある横骨は左右に風を逃がすためには弱い骨でなければなりません。

このように、骨の強さは、風をしっかり受けながら、うまく風を逃がすように強弱をつけているのです。

つづく
 
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