NASAは、オブジェクトによって生成される抗力の量を定量化する抗力係数を含む航空機の抗力に影響を与える要因に関する広範な情報を提供しています。抗力方程式は、ドラッグ（d）が抗力係数（CD）に等しいと述べています。空気（r）の密度（r）速度（v）倍の半分の倍（a）の半分（a）があります。抗力係数は、皮膚摩擦と形状の効果を含む基本的な抗力係数と、誘導抗力として知られる航空機の揚力に関連する追加の抗力係数の2つの部分で構成されています。誘導された抗力係数（CDI）は、リフト係数（CL）を数量で割った揚力係数（CL）に等しくなります。Pi（3.14159）倍のアスペクト比（AR）倍効率係数（E）。アスペクト比は、スパンの平方の翼領域の比率です。長い薄い翼には誘導抗力が低く、楕円形の平面形式を持つ翼には、誘導抗力方程式の効率因子で発現するように、長方形の翼よりも誘導抗力が低くなります。効率係数の値は、楕円翼の場合は1.0、他のプランフォームではいくつかの小さな数で、長方形の翼では約.7の値があります。

最初の動力航空機を設計および構築したライト兄弟は、誘導されたドラッグ・ザ・ハード・ウェイについて学びました。1900年の最初のグライダーフライトに続いて、彼らは合理的な風の中での飛行を可能にするために翼のサイズを増やさなければならないことを知っていました。1901年の航空機では、彼らは翼の和音を増やしましたが、スパンをほぼ同じに保ち、アスペクト比が3.0と高誘導抗力の翼を生成しました。兄弟たちは、航空機の性能を数学的に予測していましたが、1901年の航空機は、リフトよりも低く、予想よりも高いため、範囲の予測を満たしていませんでした。冬の間、彼らの風洞を助けて、彼らは航空機のパフォーマンスの低下に対する誘発された抗力の役割を理解し始めました。その後、1902年の航空機の翼を設計し、1901年の航空機よりも長いスパンと短いコードを持つように設計され、ほぼ同じ翼面積でアスペクト比を6.0に変更しました。アスペクト比を2倍にすることで、兄弟は誘導された抗力を半分に切りました。1902年の航空機はパフォーマンスの目標を達成することができ、650フィート以上の滑空を達成することができました。

NASAはまた、航空機の燃費と巡航範囲を改善する翼端の垂直拡張であるウィングレットに関する情報も提供しています。翼板は、飛行機が空気中を移動するにつれて翼端で発生する渦に関連する空力抗力を減らします。翼端の抗力を減らすことにより、燃料消費量が減少し、範囲が延長されます。ウィングレットは小さな翼として設計されており、1席のハンググライダーやウルトラライトからグローバルなジャンボジェットまで、あらゆるタイプとサイズの航空機で使用されます。一部の航空機は、外側の翼セクションにスムーズに溶け込む洗練された上向きの翼板で設計および製造されていますが、アドオンウィングレットは多くの種類の航空機用にもカスタムメイドされています。ウィングレットの概念は、1800年代後半にイギリスの空力主義者から生まれましたが、1970年代初頭に航空燃料の価格が上昇し始めたリチャード・ホイットコム博士によって再燃が再燃するまで、このアイデアは引き続き存在しました。NASAは、旅客機の誘導抵抗を減らすために翼板を広範囲に研究しました。現在、それらは、あらゆる種類の航空機で世界中で利用されているNASAの航空革新の最も成功した例の1つです。


出典：

* https://www1.grc.nasa.gov/beginners-guide-to-aeronautics/winglets/

* https://www1.grc.nasa.gov/beginners-guide-to-aeronautics/onduced-drag-coefficient/

* https://www.nasa.gov/centers/dryden/about/organizations/technology/facts/tf-2004-15-dfrc.html

* https://wright.grc.nasa.gov/airplane/drageq.html

* https://www.grc.nasa.gov/www/k-12////airplane/winglets.html
NASA has provided extensive information on the factors that affect drag on an aircraft, including the drag coefficient, which quantifies the amount of drag generated by an object. The drag equation states that drag (D) is equal to a drag coefficient (Cd) times the density of the air (r) times half of the square of the velocity (V) times the wing area (A). The drag coefficient is composed of two parts: a basic drag coefficient, which includes the effects of skin friction and shape, and an additional drag coefficient related to the lift of the aircraft, known as induced drag. The induced drag coefficient (Cdi) is equal to the square of the lift coefficient (Cl) divided by the quantity: pi (3.14159) times the aspect ratio (AR) times an efficiency factor (e). The aspect ratio is the ratio of the square of the span to the wing area. Long thin wings have low induced drag, while wings with an elliptical planform also have lower induced drag than rectangular wings, as expressed in the efficiency factor in the induced drag equation. The value of the efficiency factor is 1.0 for an elliptical wing and some smaller number for any other planform, with a value of about .7 for a rectangular wing. 

The Wright brothers, who designed and built the first powered aircraft, learned about induced drag the hard way. Following their first glider flights in 1900, they knew that they had to increase the size of their wings to allow flight in reasonable winds. For the 1901 aircraft, they increased the chord of the wing but kept the span nearly the same, producing a wing with an aspect ratio of 3.0 and high induced drag. The brothers had made mathematical predictions of the performance of their aircraft, but the 1901 aircraft did not meet their range predictions because of lower than expected lift and higher than expected drag. During the winter, with the aid of their wind tunnel, they began to understand the role of induced drag on their aircraft's poor performance. They then designed the 1902 aircraft wing to have a longer span and shorter chord than the 1901 aircraft, changing the aspect ratio to 6.0 with nearly the same wing area. By doubling the aspect ratio, the brothers cut the induced drag in half. The 1902 aircraft was able to meet their performance goals, and they were able to attain glides of over 650 feet.

NASA has also provided information on winglets, which are vertical extensions of wingtips that improve an aircraft's fuel efficiency and cruising range. Winglets reduce the aerodynamic drag associated with vortices that develop at the wingtips as the airplane moves through the air. By reducing wingtip drag, fuel consumption goes down and range is extended. Winglets are designed as small airfoils and are used on aircraft of all types and sizes, from single-seat hang gliders and ultralights to global jumbo jets. Some aircraft are designed and manufactured with sleek upturned winglets that blend smoothly into the outer wing sections, while add-on winglets are also custom made for many types of aircraft. The concept of winglets originated with a British aerodynamicist in the late 1800s, but the idea remained on the drawing board until rekindled in the early 1970s by Dr. Richard Whitcomb when the price of aviation fuel started spiraling upward. NASA extensively studied winglets in an effort to reduce the induced drag on airliners, and they are now one of the most successful examples of a NASA aeronautical innovation being utilized around the world on all types of aircraft.


Sources:

* https://www1.grc.nasa.gov/beginners-guide-to-aeronautics/winglets/

* https://www1.grc.nasa.gov/beginners-guide-to-aeronautics/induced-drag-coefficient/

* https://www.nasa.gov/centers/dryden/about/Organizations/Technology/Facts/TF-2004-15-DFRC.html

* https://wright.grc.nasa.gov/airplane/drageq.html

* https://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12////airplane/winglets.html