流体力学における抗力（空気抵抗）の基礎概念

抗力（こうりょく、英: drag）とは、流体（液体や気体）中を移動する物体、あるいは流れの中に置かれた物体に対して、流れの速度と平行かつ同じ向きに作用する力を指します。流体力学において、流れの速度方向に垂直に作用する力は「揚力」と呼ばれ、抗力と揚力は物体に働く流体力の主要な成分です。

数学的モデル

抗力は一般的に、流体の密度、物体と流体の相対速度の2乗、および物体の代表面積に比例します。この関係は、抗力係数（CD）を用いて以下の数式でモデル化されます。

ここで、Dは抗力、ρは流体の密度、Vは相対速度、Sは代表面積を表します。抗力係数CDは、物体の形状や迎え角、レイノルズ数、マッハ数によって変化する無次元数です。

誘導抗力と翼の形状

航空工学において、主翼などの揚力を発生する物体には「誘導抗力」が生じます。これは翼端で発生する渦（翼端渦）に起因するもので、翼の形状を工夫することで低減が可能です。

鳥の初列風切羽や、現代の航空機に装備されるウィングレットは、この翼端渦を抑制することで誘導抗力を減らし、飛行効率を向上させる役割を果たしています。

また、グライダーや人力飛行機のように、アスペクト比（翼の細長さ）を大きく設計することも、誘導抗力を最小化するための有効な手法として知られています。