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自然から学ぶアイデアの源泉 ネイチャーテック


ギンヤンマ

Photo by Tomomarusan

トンボに学ぶ新しい羽の形

ヒントとなる自然:昆虫(トンボ(ギンヤンマ))

<写真>ギンヤンマ
Creative Commons

何がすごいの?

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?

秘密はその羽の形にありました。トンボの羽の断面を見ると、流線型の断面を持つタカや飛行機の翼とは違って、凸凹(でこぼこ)していることがわかります(写真)。トンボの飛翔中には、この凸凹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、その外側の空気を羽の後方へスムーズに流し、微風でもトンボの羽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、羽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?

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凸凹翼を利用すれば、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?

トンボの凸凹羽の周りを流れる空気の渦を、目で見ることに成功しました。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?

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。

<関連リンク>
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ジャイアント・ケルプに学ぶ新しい波力発電
日本文理大学 大学院マイクロ流体技術研究所

掲載日:2010年11月15日

ザトウクジラのヒレは省エネ設計「自分の家」を持つカサガイ

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