"中心軸対称の低抵抗体形状をベース形状に持つ超音速飛翔体用機首であって、前記ベース形状が、直線、単純凸状曲線または単純凹状曲線の母線を有する略円錐形状であり、該ベース形状に波形状の変形要素が付加された形状を有することを特徴とする超音速飛翔体用機首。前記変形要素が、ベース形状全体を周方向または軸方向の少なくとも一方に波形状に変形させる正弦波変形、および、ベース形状の一部を局所的に波形状に変形させる局在波変形のうち少なくとも1つであることを特徴とする請求項1に記載の超音速飛翔体用機首。前記変形要素が、Φφは周方向の変形成分項、Ψx,x0tΦは軸方向の変形成分項、xは先端からの軸方向位置、φは風下側対称線からの周方向角度、Lは軸方向全長、Wxxは軸方向両端x=0およびx=Lで変形が0となるための重み関数で表されることを特徴とする請求項2に記載の超音速飛翔体用機首。前記変形要素が、ベース形状全体を周方向または軸方向の少なくとも一方に波形状に変形させる正弦波変形であり、前記周方向の変形成分項および軸方向の変形成分項が、x0tφ=x0=0、Dは周方向の振幅kは周方向の波数、rは周方向の位相、Bxは軸方向のxを関数とする振幅、nは軸方向の波数、mは軸方向の位相、にそれぞれ依存する項で表されることを特徴とする請求項3に記載の超音速飛翔体用機首。前記変形要素が、ベース形状の一部を局所的に波形状に変形させる局在波変形であり、前記周方向の変形成分項および軸方向の変形成分項が、ε0t、Eot、Etはそれぞれ周方向の振幅に関する項、F1t、F3t、G0t、Gtはそれぞれ軸方向の振幅に関する項、α、F2tは軸方向の波数に関する項、βは周方向の波数、φotは周方向の変形位置、x0tφは軸方向の変形位置に関する任意の関数で表されることを特徴とする請求項3に記載の超音速飛翔体用機首。前記ベース形状が、Sears-Haack体またはフレア型円錐であることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の超音速飛翔体用機首。迎角が0°より大きい姿勢で気流中に置かれることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の超音速飛翔体用機首。上述した通り、超音速航空機の機首について、不安定性を考慮して形状を工夫し自然層流化することは前例が全くないのが現状である。例えば、宇宙航空研究開発機構JAXAでは、ソニックブームを低減する機体設計技術を実証するため、静粛超音速機通称S3TDの設計を行っているが、その機首形状には自然層流化は施されていない。そこで、本願発明者は、自然層流機首設計の準備として、静粛超音速機通称S3TDおよび4種類の軸対称形状について、それぞれの遷移特性を数値的に調べた。静粛性超音速通称S3TD2.5形状の遷移特性を数値的に調べたところ、風上側対称線付近の圧力分布図38の流線172が波打っており、それに応じて横流れ速度の方向図39の流線172が反転を繰り返し、そして、横流れ速度の振幅は低いまま保たれることがわかった。この静粛超音速機通称S3TDの数値解析結果は、横流れが一方向に発展せず反転を繰り返したことにより、振幅の増幅が抑制されたことを示唆している。つまり、機首表面の圧力分布が波状に変動すれば、横流れ不安定クロス-フロー不安定が好適に抑制され、機首表面の境界層遷移を遅らせる、つまり遷移位置を後退させることが出来ることを示唆している。また、図38の流線116の圧力分布を見ると、流線172と同様に圧力分布が波打っているのにも拘わらず、その層流-乱流遷移位置境界層遷移位置は流線172よりも先端側の近くにあることが分かる図39のNfactor。このことは、波状に変動する圧力分布の位相を適当に変えることにより、遷移位置を後退させ摩擦抗力を低減する自然層流効果と、遷移を促進させ剥離を抑制する剥離抑制効果を選択的に機首表面にもたらすことが出来ることを示唆している。つまり、波状に変動する圧力分布は、自然層流化効果と剥離抑制効果の両方の側面を有していることを示唆している。このように、表面の圧力分布が波状に変動することは、機首の自然層流化または剥離抑制化に対し非常に重要であることが分かった。本発明は、上記知見に基づきなされたものであって、解決しようとする課題は、超音速流中を飛翔する飛翔体機首において、層流-乱流遷移を抑制し摩擦抵抗を大幅に低減し得る自然層流機首形状とする超音速飛翔体用機首を提供することである。請求項1に記載の超音速飛翔体用機首は、前記ベース形状が、直線、単純凸状曲線または単純凹状曲線の母線を有する略円錐形状であり、該ベース形状に波形状の変形要素が付加された形状を有することにより、前記課題を解決するものである。請求項2に記載の超音速飛翔体用機首は、前記変形要素が、ベース形状全体を周方向または軸方向の少なくとも一方に波形状に変形させる正弦波変形、および、ベース形状の一部を局所的に波形状に変形させる局在波変形のうち少なくとも1つであることにより、前記課題を解決するものである。請求項3に記載の超音速飛翔体用機首は、前記変形要素が、Φφは周方向の変形成分項、Ψx,x0tΦは軸方向の変形成分項、xは先端からの軸方向位置、φは風下側対称線からの周方向角度、Lは軸方向全長、Wxxは軸方向両端x=0およびx=Lで変形が0となるための重み関数で表されることにより、前記課題を解決するものである。なお、t=1からt=∞の総和としたのは、複数の変形成分項を重ねることも可能であることを意味している。また、重み関数Wxxは、Wxx=0=Wxx=L=0となる関数であれば任意のものでよく、例えば、で表されるような双曲線型の関数が用いられる。請求項4に記載の超音速飛翔体用機首は、前記変形要素が、ベース形状全体を周方向または軸方向の少なくとも一方に波形状に変形させる正弦波変形であり、前記周方向の変形成分項および軸方向の変形成分項が、x0tφ=x0=0、Dは周方向の振幅kは周方向の波数、rは周方向の位相、Bxは軸方向のxを関数とする振幅、nは軸方向の波数、mは軸方向の位相、にそれぞれ依存する項で表されることにより、前記課題を解決するものである。なお、それぞれの式でj=1からj=∞の総和、i=1からi=∞の総和としたのは、それぞれの変形成分項が、別個に複数の変形成分を重ねたものとするのも可能であることを意味している。また、軸方向の変形成分項は周方向角度φに依存しないため、x0tφ=x0=0であり、右辺にφは存在しない。請求項5に記載の超音速飛翔体用機首は、前記変形要素が、ベース形状の一部を局所的に波形状に変形させる局在波変形であり、前記周方向の変形成分項および軸方向の変形成分項が、ε0t、Eot、Etはそれぞれ周方向の振幅に関する項、F1t、F3t、G0t、Gtはそれぞれ軸方向の振幅に関する項、α、F2tは軸方向の波数に関する項、βは周方向の波数、φotは周方向の変形位置、x0tφは軸方向の変形位置に関する任意の関数で表されることにより、前記課題を解決するものである。なお、変形の中心位置x0tφは,任意の関数であるが,例えば,のような関数が用いられる。請求項6に記載の超音速飛翔体用機首は、前記ベース形状が、Sears-Haack体またはフレア型円錐であることにより、前記課題を解決するものである。請求項7に記載の超音速飛翔体用機首は、迎角が0°より大きい姿勢で気流中に置かれることにより、前記課題を解決するものである。請求項1に係る超音速飛翔体用機首は、ベース形状に波形状の変形要素が付加された形状とすることにより、波状に変動する圧力分布を変化させて軸方向の圧力勾配が大きくなる、周方向の圧力勾配が小さくなる、あるいはその両者が組み合わされることで横流れ速度の増幅を抑制することが可能となり、機首表面の層流-乱流遷移を抑制し境界層遷移位置を遅らせ機首表面の摩擦抗力を大幅に低減することができる。ベース形状における境界層の層流-乱流遷移位置は、速度、気圧、迎角等の諸条件に応じて実験あるいはシミュレーションによって推測することが可能であり、所定の条件に応じた最適な波形状の変形要素が付加された形状とすれば、最も大きな自然層流効果が期待される。請求項2に記載の構成によれば、周方向または軸方向全体で波状に変動する圧力分布に対して、あるいは、局所的に変動する圧力分布に対して、変形要素を最適な波形状とすることができ、より広範な条件範囲で機首表面の層流-乱流遷移を抑制し境界層遷移位置を遅らせ機首表面の摩擦抗力を大幅に低減することができる。請求項3乃至請求項5に記載の構成によれば、最適条件の設計値を数学的に求めることが可能となり、実用的に最適な形状の超音速飛翔体用機首を得ることが可能となる。請求項6に記載の構成によれば、ベース形状として自然層流効果の高い形状を採用することで、波状に変動する圧力分布が小さくかつ推測容易となるため、より、最適な波形状の変形要素が付加された形状を得ることが可能となる。請求項7に記載の構成によれば、迎角に応じた最適な機首形状とすることで、超音速飛翔体の機首、あるいはその近傍の構造の設計自由度が高くなる。以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。図1は、本発明の超音速飛翔体用機首の内の、軸方向に波形状の正弦波変形を加えた自然層流機首100を示す要部説明図である。この自然層流機首100は、Sears-Haack体SH体をベース形状としながら、その外表面が中心軸方向X軸方向に沿って、下記式1で特徴付けられる波状うねり形状を成している。この自然層流機首100は、図2に示すように、SH体の中心軸上の位置xにおけるSH体の外半径を局所半径Rxとする時、その局所半径Rxに対し下記式1で定められるdRxがその局所半径方向に付加されている。なお、本実施形態では、その局所半径方向に下記式1で定められるdRxを軸方向変形に係る変形成分と呼ぶことにする。[式1]dRx=Bxsin{2πx/L×nπ×m}、但し振幅Bx≡R×Ax×Cxここで、基準半径Rは、ベース形状の断面の最大半径Rmaxまたは中心軸上の位置xにおける局所半径Rxである。また、振幅係数Axは0.01~0.2の値をとる。また、重み付け関数Cxは多くのケースで1である。また、Lは中心軸方向の全長である。また、nは波数1波長で割った値を表し、ここでは特に軸方向波数と呼ぶことにする。上記自然層流機首100では、Rx=最大半径Rmax、振幅係数A=0.1、重み付け関数Cx=1、軸方向全長L=0.33[m]、軸方向波数n=1である。また、mは、ベース形状に対して先細りか先太りかの先端部の形状的特徴を決定する定数であり、m=0又は1をとる。ここでは特に軸方向位相係数と呼ぶことにする。m=0の場合は先端部が先太りとなり、機首は自然層流効果を有するようになる。他方、m=1の場合は先端部が先細りとなり、機首は剥離抑制効果を有するようになる。因みに、上記自然層流機首100では、軸方向位相係数m=0である。また、ベース形状であるSears-Haack体は、超音速流中で衝撃波による造波抵抗が最小になる軸対称形状で、小型超音速実験機NEXST-1の機首部分に採用された形状である。迎角α=0°で軸方向に対し順圧力勾配加速圧力勾配をもち、その半径RSHXは以下のように定義される。[式2]RSHx=A0[x/LSH{1-x/LSH}]3/4、但し、LSH=1.194938、A0=0.09657である。なお、このLSH及びA0の値は、軸方向全長がL=0.33[m]の時の値である。従って、軸方向全長がL’に変わる場合、すなわち、上記RSHx全体が相似比h=L’/Lで拡大または縮小される場合、上記RSHxにおいて、x→x/h、RSH→RSH/hと置換することにより、下記式3にて示される通り、上記LSH=1.194938と上記A0=0.09657にそれぞれ相似比hを乗じなければならない。従って、例えば後述の自然層流機首200の場合、軸方向全長がL’=27.18[m]であるから、その場合のLSH及びA0は、上記各値に全長の比h=27.18/0.33を乗じた、LSH=98.41947、A0=7.954176となる。[式3]RSHx/h=A0[x/h/LSH{1-x/h/LSH}]3/4←→RSHx=hA0[x/hLSH{1-x/hLSH}]3/4ところで、上記dRx中の振幅Bxは、中心軸上の位置xを固定する時、周方向沿って回転角φ:0→2πに沿って一定である。つまり、上記自然層流機首100では、中心軸回りの、ベース形状の周方向に沿った変形は考慮されていない。しかし、ベース形状に対し、振幅Bxが中心軸方向に沿って波形状の正弦波変形を加えるだけでなく、振幅Bxが周方向に沿っても波形状の正弦波変形を加える方が、機首表面において波状に変動する圧力分布を実現しやすくなり、自然層流効果または剥離抑制効果の観点から好ましい場合もあり得る。従って、ベース形状に対し、軸方向と周方向の双方に波形状の正弦波変形を加える場合、その変形に係る変形成分dRx,φは、下記式4によって規定することが出来る。[式4]dRx,φ=dRx×D×cos{k×φrx/L}=Bxsin{2πx/L×nπ×m}×D×cos{k×φrx/L}ここで、D×cos{k×φrx/L}を周方向変形に係る変形因子と呼ぶことにする。Dは振幅であり、φは対称軸例えば図2のZ軸を基準にした回転角である。また、kは周方向に係る波数であり、ここでは特に周方向波数と呼ぶことにする。また、rは周方向に係る位相係数であり、ここでは特に周方向位相係数と呼ぶことにする。また、上記式4は、軸方向波数n=0の場合、振幅Bxが周方向の波形状の正弦波変形を表す。このように、上記式4は、振幅BxのX軸方向に沿って波形状の正弦波変形、または振幅Bxの周方向に沿って波形状の正弦波変形、あるいはこれら双方が組み合わされた変形を表すことになる。なお、局所半径Rxに対し上記軸方向の波形状の正弦波変形および上記周方向の波形状の正弦波変形を付加する変形dRx,φについては、単項では、上記式4のように表されるが、この変形要素を複数加えて単項以外に、下記式5に示す単項の総和によって規定することが出来る。[式5]dRx,φ=Σj=1[Σi=1{BiX×sinθix}]×{Djcosθjφ,x}=[Σi=1{BiX×sinθix}]×[Σj=1{Djcosθjφ,x}]、但し、θix≡{2πx/L×niπ×mi}、θjφ,x≡{kj×φrjx/L}。特に、[Σi=1{BiX×sinθix}]のことを軸方向変形に係る変形成分の総和と呼び、一方、[Σj=1{Djcosθjφ,x}]のことを周方向変形に係る変形因子の総和と呼ぶ。なお、各係数の特性については、単項の場合と同じである。すなわち、軸方向位相係数miは、軸方向波数niがゼロでない場合、先端位置を固定するために、0ゼロ又は1に固定される。ここで、軸方向位相係数miがゼロの場合は、先端から軸方向にベース形状より太くなる変形を示し、一方、軸方向位相係数miが1の場合は、先端から軸方向にベース形状より細くなる変形を示す。また、軸方向波数niがゼロ、且つ周方向波数kjがゼロでない場合、軸方向位相係数miは、軸方向の正弦波項の絶対値を1とするため0.5もしくは1.5とした。また、周方向の変形がない場合、軸方向波数niが0.5から3.5の範囲で、軸方向位相係数miがゼロ、すなわち軸方向にベース形状より太くなる場合に自然層流効果が現れることを確認している。他方、軸方向位相係数miが1の場合、すなわち先端から軸方向にベース形状より細くなる場合は、自然層流効果ではなく剥離抑制効果が顕著に現れることを確認している。周方向位相係数rjは、変形が軸に対して傾く場合もあり得るので、軸方向位置x/Lの重み付け関数との積で表される。軸方向位相係数miと異なり、ゼロもしくはπに固定される必要はない。図3~5は、自然層流機首100の側面での迎角及びマッハ数に係る境界層遷移特性を示す説明図である。図3はマッハ2の気流中全長を基準とするレイノルズ数ReL=4.0×106に、図4はマッハ1.5の気流中ReL=4.8×106に、図5はマッハ2.5の気流中ReL=3.2×106にそれぞれ迎角α=2°で設置した時の側面上での境界層遷移位置をそれぞれ示している。ここでの各形状の性能は,数値的に推測された遷移位置を、ベースとする軸対称形状の遷移位置と比較することにより評価した。遷移位置を数値的に予測する手順は以下の通りである。1.表面形状を決定する。2.表面形状を数値的な格子計算格子で表現する。また周囲の流れを解析するための、表面から外側の空間的な格子を生成する。計算格子の生成は、軸対称形状にはJAXAで開発した自動格子生成プログラムcreateGridを、また非軸対称形状には同じくJAXAで開発した自動格子生成プログラムNOAGを用いて生成した。また、低ブーム形状の格子生成には市販のソフトウェアGRIDGENを使用した。格子点数は約450万点をとり、最小格子幅は0.01Re0.5に相当する。3.流体の支配方程式である3次元Navier-Stokes方程式を数値的に解く。この数値的な解析は数値流体力学ConputationalFluidDynamicsと呼ばれる。CFD解析を行う場合の条件として,物体表面は全て層流を仮定する。使用したソルバは,JAXAで開発されたマルチブロック構造格子ソルバUPACSunifiedplatformforaerospacecomputationalsimulationである。UPACSによる数値計算はセル中心有限体積法で離散化を行っている。さらに対流項の計算はRoeスキームで行い、MUSCL2次精度で高精度化している。4.CFD解析で算出された境界層分布の安定性を、圧縮性線形安定論に基づいて数値的に解析し、得られた攪乱の局所増幅率を空間的に積分する。この遷移解析には、最も汎用的なeN法を用いた。使用したコードは、JAXAで開発されたeNコードLSTABと呼称である。また、比較対象としてベース形状であるSH体の同条件下での同部位での境界層遷移位置も併せて示した。本実施形態では、eN法のN値境界層遷移位置を判定する閾値としてはN=7を使用した。結果は、本発明の自然層流機首100の側面において、境界層遷移位置がベース形状のSH体の境界層遷移位置に対し、大幅に後退していることが分かる。また、参考としてN=4を閾値として境界層遷移位置を予測した場合についても、同様に、自然層流機首100ではベース形状のSH体に対し境界層遷移位置の大幅な後退が確認された。参考ではあるが、最も自然層流効果が大きかった自然層流機首100において、遷移が抑制される機構は以下のように推測される。1.先端側では断面をベース形状より太くなる変形dRx>0を施し、対する後端側では逆に断面をベース形状より細くなる変形dRx<0を施すことにより、表面圧力が波打つとともに、軸方向の圧力勾配が変形前の倍程度に大きくなる。2.圧力勾配の方向が反転することにより、風上側と風下側の圧力差が小さくなる。すなわち、周方向の圧力勾配が小さくなる。3.結果的に流線に平行方向の圧力勾配に対し、流線に直交方向の圧力勾配が小さくなり、横流れ速度が小さく保たれる。4.横流れ速度が小さく保たれることにより遷移が抑制される。すなわち自然層流効果が得られる。図6~7は、自然層流機首100の迎角に係る境界層遷移特性を示す説明図である。なお、図6はマッハ2の気流中に迎角1°で、図7は迎角3°で設置した時の側面上での境界層遷移位置をそれぞれ示している。結果は、迎角α=1°の場合、N=7を閾値とする境界層遷移位置はZ=0[m]付近でのみベース形状より後退し、Zの絶対値が大きいところでは逆にベース形状よりも前進して自然層流効果は小さいことが分かる。それに対し、N=4を閾値とする境界層遷移位置は全体的にベース形状より大きく後退していることが分かる。一方、迎角α=3°の場合は、N=7を閾値とする境界層遷移位置は全体的にベース形状より後退して自然層流効果が大きいことが分かる。しかし、その境界層遷移位置は全体的に先端に近く、ベース形状からの後退量は迎角α=2°の場合図3に比べて小さいことが分かる。図8は、本発明の自然層流機首200を示す要部説明図である。この自然層流機首200は、上記数4においてLSH=98.41947、A0=7.954176とするSH体をベース形状としながら、上記数3において軸方向波数nを10とし且つ軸方向全長Lを27.18mとし、更に重み付け関数Cx=1-x/L3とした。すなわち、振幅Bx=Rmax×Ax×1-x/L3がX軸方向中心軸方向に沿って周期的に変動する機首形状である。図9は、図8のC部における自然層流機首200の側面での境界層遷移特性を示す説明図である。図は、この自然層流機首200を、図3と同じマッハ2の気流中軸方向全長L基準レイノルズ数ReL=130.9×106に迎角α=2°で設置した時の側面上での境界層遷移位置を示している。結果は、N=7を閾値とする境界層遷移位置はベース形状に対し後退していることが分かる。特に、図3のReL=4.0×106の場合はベース形状に対する遷移位置の後退は約0.02mであったが、本自然層流機首200の場合はベース形状に対する後退は約0.2mであり、本自然層流機首200は、自然層流機首100に比べ約10倍の自然層流効果を有していることを示している。つまり、軸方向波数nを大きくすると共に軸方向全長Lを大きくし、更には振幅Bxに適切な重み付け1-x/L3=Cxを設定することにより、境界層遷移位置が更に後退することが分かる。図10は、本発明の自然層流機首300を示す要部説明図である。この自然層流機首300は、下記数7で特徴付けられるフレア型円錐FC体をベース形状としながら、その外表面が上記式1で特徴付けられる波状うねり形状を成している。つまり、この自然層流機首300は、FC体の中心軸上の位置xにおけるFC体の外半径を局所半径Rxとする時、その局所半径Rxに対し上記式1で定められる変形成分dRxがその局所半径方向に付加されている。ベース形状であるフレア型円錐は、一般的に径が軸方向に対し線形以上に拡径する形状であり、例えば以下の式で定義される。この形状は軸方向に逆圧力勾配を持つことが特徴である。[式6]RFCX=-1.0478×10-9X46.9293×10-7X3-6.1497×10-5X26.9980×10-2X-6.2485×10-4図11は、自然層流機首300の側面での境界層遷移特性を示す説明図である。この図は、自然層流機首300をマッハ2の気流中軸方向全長L基準レイノルズ数ReL=4.0×106に迎角α=2°で設置した時の側面における境界層遷移位置を示している。結果は、N=7を閾値とする境界層遷移位置は、ベース形状に対し全体的に後退して自然層流効果が大きいことが分かる。しかし、その後退量はSH体をベース形状とする後退量図3に比べると、小さいことが分かる。図12は、本発明の自然層流機首400を示す要部説明図である。なお、この図は、自然層流機首400のX軸上の各点における各断面形状を重ねた説明図である。この自然層流機首400は、上記自然層流機首100,200と同様に、ベース形状をSH体としながら、ベース形状に対する変形は、軸方向X軸方向に沿っての波形状の正弦波変形ではなく、X軸回りの周方向に沿っての波形状の正弦波変形のみがSH体の外周面に対し施されている。つまり、上記数5において、軸方向の波形状の正弦波変形に係る軸方向波数n=0、軸方向位相係数m=0.5として、振幅BxがX軸方向に沿って波状に変形しないようにした上で、周方向波数k=3、周方向位相係数r=0として、振幅BxがX軸回りの周方向φ:0→2πに沿って波形状に正弦波変形するようにしたものである。図13は、本発明の自然層流機首400の側面での境界層遷移特性を示す説明図である。図は、この自然層流機首400を、図3と同じマッハ2の気流中軸方向全長L基準レイノルズ数ReL=4.0×106に迎角α=2°で設置した時の側面上での境界層遷移位置を示している。結果は、N=7およびN=4を閾値とする境界層遷移位置は、自然層流機首100に比べるとその後退量は大きくないが、ベース形状に対し後退していることが分かる。図14は、本発明の自然層流機首500を示す要部説明図である。この自然層流機首500は、2つの軸方向変形に係る変形成分の総和によって特徴付けられる軸方向の波形状の正弦波変形変形がSH体の外周面に対し施されている。つまり、上記式5において、周方向変形に係る振幅D1=1且つDj=0j≧2、周方向波数kj=0、および周方向位相係数rj=0として、周方向変形に係る変形因子の総和=1とした上で、振幅B1x=Rmax×A1×C1x=Rmax×0.033×1.0、振幅B2x=Rmax×A2×C2x=Rmax×0.0066×1.0、軸方向波数n1=1、n2=2、軸方向位相係数m1=0、m2=0とする軸方向変形に係る変形成分の総和が、SH体の局所半径方向に付加されることにより、SH体の外周面が軸方向に沿って波形状の正弦波変形するようにしたものである。図15は、本発明の自然層流機首500の側面での境界層遷移特性を示す説明図である。図15は、この自然層流機首500を、図3と同じマッハ2の気流中軸方向全長L基準レイノルズ数ReL=4.0×106に迎角α=2°で設置した時の側面上での境界層遷移位置を示している。結果は、N=7およびN=4を閾値とする境界層遷移位置は、自然層流機首100に比べるとその後退量は大きくないが、ベース形状に対し後退していることが分かる。図16は、本発明の自然層流機首600を示す要部説明図である。この自然層流機首600は、2つの軸方向変形に係る変形成分の総和と1つの周方向変形に係る変形因子との積乗算によって特徴付けられる軸方向の波形状の正弦波変形と周方向の波形状の正弦波変形の双方が組み合わされた変形がSH体の外周面に対し施されている。つまり、上記式5において、振幅B1x=Rmax×A1×C1x=Rmax×0.033×1.0、振幅B2x=Rmax×A2×C2x=Rmax×0.0066×1.0、軸方向波数n1=1、n2=2、軸方向位相係数m1=0、m2=0とする2つの軸方向変形に係る変形成分の総和と、他方、振幅D1=0.1且つDj=0j≧2、周方向波数k1=2、および周方向位相係数r1=0とする周方向変形に係る変形因子との双方の積が、SH体の局所半径方向に付加されることにより、SH体の外周面が軸方向に沿って波形状の正弦波変形するようにしたものである。なお、自然層流機首600のベース形状であるSH体に対する変形程度は小さいため、図では自然層流機首600とSH体はほとんど重なって表されている。図17は、本発明の自然層流機首600の側面での境界層遷移特性を示す説明図である。図は、この自然層流機首600を、図3と同じマッハ2の気流中軸方向全長L基準レイノルズ数ReL=4.0×106に迎角α=2°で設置した時の側面上での境界層遷移位置を示している。結果は、N=7およびN=4を閾値とする境界層遷移位置は、その後退量は非常に小さいが、ボトムライン近傍に自然層流効果を確認することが出来る。図18は、本発明の自然層流機首700を示す要部説明図である。また、図19は、自然層流機首700のX軸上の各点における各断面形状を重ねた説明図である。この自然層流機首700は、2つの周方向変形に係る変形因子の総和によって特徴付けられる周方向の波形状の正弦波変形がSH体の外周面に対し施されている。つまり、上記数6において、振幅B1x=Rx×A1×C1x=Rx×0.05×1.0、振幅Bix=0i≧2、軸方向波数n1=0、軸方向位相係数m1=0.5として、軸方向変形に係る変形成分の総和=B1xとした上で、振幅D1=1.0且つD2=0.2、Dj=0j≧3、周方向波数k1=3且つ周方向波数k2=2、および周方向位相係数rj=0とする2つの周方向変形に係る変形因子の総和が、SH体の局所半径方向に付加されることにより、SH体の外周面が軸方向に沿って波形状の正弦波変形するようにしたものである。図20は、本発明の自然層流機首700の側面での境界層遷移特性を示す説明図である。図は、この自然層流機首700を、図3と同じマッハ2の気流中軸方向全長L基準レイノルズ数ReL=4.0×106に迎角α=2°で設置した時の側面上での境界層遷移位置を示している。結果は、N=7およびN=4を閾値とする境界層遷移位置は、自然層流機首100に比べるとその後退量は大きくないが、ベース形状に対し後退していることが分かる。図21は、本発明の自然層流機首800を示す要部説明図である。また、図22は、自然層流機首800のX軸上の各点における各断面形状を重ねた説明図である。この自然層流機首800は、1つの軸方向変形に係る変形成分の総和と2つの周方向変形に係る変形因子との積乗算によって特徴付けられる軸方向変形と周方向変形の双方が組み合わされた変形がSH体の外周面に対し施されている。つまり、上記数6において、振幅B1x=Rx×A1×C1x=Rx×0.05×1.0、振幅Bix=0i≧2、軸方向波数n1=1、軸方向位相係数m1=0.0とする軸方向変形に係る変形成分と、他方、振幅D1=1.0且つD2=0.2、Dj=0j≧3、周方向波数k1=3且つ周方向波数k2=2、および周方向位相係数rj=0とする2つの周方向変形に係る変形因子の総和との双方の積が、SH体の局所半径方向に付加されることにより、SH体の外周面が軸方向に沿って波形状の正弦波変形するようにしたものである。図23は、本発明の自然層流機首800の側面での境界層遷移特性を示す説明図である。図は、この自然層流機首800を、図3と同じマッハ2の気流中軸方向全長L基準レイノルズ数ReL=4.0×106に迎角α=2°で設置した時の側面上での境界層遷移位置を示している。結果は、N=7およびN=4を閾値とする境界層遷移位置は、-0.01≦Z≦0.01に限定した範囲ではあるが、境界層遷移位置がベース形状に対し大きく後退していることが分かる。以上をまとめると下記表1の通りとなる。ケース8~14及び16は、図示されてはいないが、ケース8は、ベース形状に対し軸方向の波形状の正弦波変形のみが施された剥離抑制効果を有する機首の例であり、ケース9~10は、ベース形状に対し軸方向の波形状の正弦波変形および周方向の波形状の正弦波変形の双方の変形が施された自然層流効果を有する機首の例であり、ケース11~12は、ベース形状に対し軸方向の波形状の正弦波変形および周方向の波形状の正弦波変形の双方の変形が施された剥離抑制効果を有する機首の例である。ケース13~14及び16は、ケース15上記自然層流機首400と同様に、ベース形状に対し周方向の波形状の正弦波変形のみが施された自然層流効果を有する機首の例である。また、表中の-は、該当する軸方向の波形状の正弦波変形または周方向の波形状の正弦波変形では特に必要とされないことを意味する。図24~図37は、本発明の超音速飛翔体用機首の内の、ベース形状の一部を局所的に波形状に変形させる局在波変形を加えた自然層流機首の例を示す。それぞれの自然層流機首は、Sears-Haack体SH体をベース形状とし、変形要素として外表面に対して、下記数1、数4、数6、数5、数7、で表される局在波変形を加えたものであり、上記数1の総和Σを、t∞=1すなわち変形成分が1つのみとしパラメータを変更した実施例、及びt∞=2すなわち2つの変形成分の和としパラメータを変更した実施例である。なお、上記数4の右辺のE0tを含む積分項、及び、上記数5の右辺のG0tを含む積分項は、とした場合、それぞれ、で記述されるガウス分布状の変形と等しくなるため、各実施例においては、上記数4の右辺のE0tを含む積分項、及び、上記数5の右辺のG0tを含む積分項を上記数9に置換し、λ1、κ1をそれぞれのパラメータとして形状を決定した。図24に、SH体の外周面に対し局在波変形を加えた自然層流機首の1実施例の局在波変形の展開図を示す。図24の展開図は、ベース形状に対する局在波変形を解りやすくするために縦軸を中心軸周りの上方である0°から下方である180°までの角度、横軸を先端からの距離として長方形状で表現し、色の濃淡でベース形状からの突出を表している0°~-180°も同様の形状となる。後述する各実施例の展開図も同様に表現している。本実施例は、上記数1の総和Σを、t∞=1すなわち変形成分が1つのみとし、上記数6のxw=0.0033、wx=30、上記数4のε01=1、上記数4を置換した数9のE01=0、φ01=9.118907、λ1=0.548311、上記数5のF11=0.001416、F21=3.5、F31=-0.423077、上記数5を置換した数9のG01=0、κ1=0.85、上記数7のH11=-2.5、H21=0.25、H31=65.0、としたものである。図25はこの自然層流機首を、マッハ2の気流中軸方向全長L基準レイノルズ数ReL=4.0×106に迎角α=2°で設置した時の側面上での境界層遷移位置を示している。本実施例において、N=7およびN=4を閾値とする境界層遷移位置が、点線で示すベース形状であるSH体に比べて後退していることが分かる。図26の展開図で示すSH体の外周面に対し局在波変形を加えた自然層流機首の実施例は、上記数1の総和Σを、t∞=1すなわち変形成分が1つのみとし、上記数6のxw=0.0033、wx=30、上記数4のε01=1、上記数4を置換した数9のE01=0、φ01=9.118907、λ1=0.548311、上記数5のF11=0、F21=3.5、F31=-0.001815、上記数5を置換した数9のG01=0.000132、κ1=0.85、上記数7のH11=-2.5、H21=0.25、H31=65.0、としたものである。図27はこの自然層流機首を、マッハ2の気流中軸方向全長L基準レイノルズ数ReL=4.0×106に迎角α=2°で設置した時の側面上での境界層遷移位置を示している。本実施例においても、N=7およびN=4を閾値とする境界層遷移位置が、点線で示すベース形状であるSH体に比べて後退していることが分かる。図28の展開図で示すSH体の外周面に対し局在波変形を加えた自然層流機首の実施例は、上記数1の総和Σを、t∞=1すなわち変形成分が1つのみとし、上記数6のxw=0.0033、wx=30、上記数4のε01=0、上記数4を置換した数9のE01=0.159155、φ01=9.118907、λ1=1.096623、上記数5のF11=0.001416、F21=3.5、F31=-0.423077、上記数5を置換した数9のG01=0、κ1=0.85、上記数7のH11=-2.5、H21=0.25、H31=65.0、としたものである。図29はこの自然層流機首を、マッハ2の気流中軸方向全長L基準レイノルズ数ReL=4.0×106に迎角α=2°で設置した時の側面上での境界層遷移位置を示している。本実施例においては、N=7を閾値とする境界層遷移位置は、点線で示すベース形状であるSH体に比べて前進するが、N=4を閾値とする境界層遷移位置は、点線で示すベース形状であるSH体に比べて概ね後退していることが分かる。図30の展開図で示すSH体の外周面に対し局在波変形を加えた自然層流機首の実施例は、上記数1の総和Σを、t∞=1すなわち変形成分が1つのみとし、上記数6のxw=0.0033、wx=30、上記数4のε01=0、上記数4を置換した数9のE01=0.159155、φ01=9.118907、λ1=1.096623、上記数5のF11=0、F21=3.5、F31=-0.001815、上記数5を置換した数9のG01=0.000132、κ1=0.85、上記数7のH11=-2.5、H21=0.25、H31=65.0、としたものである。図31はこの自然層流機首を、マッハ2の気流中軸方向全長L基準レイノルズ数ReL=4.0×106に迎角α=2°で設置した時の側面上での境界層遷移位置を示している。本実施例においては、N=7を閾値とする境界層遷移位置は、点線で示すベース形状であるSH体に比べて前進するが、N=4を閾値とする境界層遷移位置は、点線で示すベース形状であるSH体に比べて概ね後退していることが分かる。図32展開図で示すSH体の外周面に対し局在波変形を加えた自然層流機首の実施例は、上記数1の総和Σを、t∞=1すなわち変形成分が1つのみとし、上記数6のxw=0.0033、wx=30、上記数4のε01=0、上記数4を置換した数9のE01=0.159155、φ01=7.599089、λ1=0.548311、上記数5のF11=0、F21=3.5、F31=-0.001815、上記数5を置換した数9のG01=0.000066、κ1=0.20、上記数7のH11=-2.5、H21=0.50、H31=10.0、としたものである。図33はこの自然層流機首を、マッハ2の気流中軸方向全長L基準レイノルズ数ReL=4.0×106に迎角α=2°で設置した時の側面上での境界層遷移位置を示している。本実施例においては、N=7を閾値とする境界層遷移位置は、点線で示すベース形状であるSH体に比べて前進するが、N=4を閾値とする境界層遷移位置は、点線で示すベース形状であるSH体に比べて僅かに後退していることが分かる。図34展開図で示すSH体の外周面に対し局在波変形を加えた自然層流機首の実施例は、上記数1の総和Σを、t∞=2すなわち2つの変形成分の和とし、上記数6のxw=0.0033、wx=30、1つ目の変形成分が、上記数4のε01=0、上記数4を置換した数9のE01=0.159155、φ01=9.118907、λ1=1.096623、上記数5のF11=0、F21=3.5、F31=-0.001815、上記数5を置換した数9のG01=0.000132、κ1=0.85、上記数7のH11=-2.5、H21=0.25、H31=65.0、2つ目の変形成分が、上記数4のε02=0、上記数4を置換した数9のE02=0.159155、φ02=7.599089、λ2=0.548311、上記数5のF12=0、F22=3.5、F32=-0.001815、上記数5を置換した数9のG02=0.000066、κ2=0.2、上記数7のH12=-2.5、H22=0.5、H32=10.0、としたものである。図35はこの自然層流機首を、マッハ2の気流中軸方向全長L基準レイノルズ数ReL=4.0×106に迎角α=2°で設置した時の側面上での境界層遷移位置を示している。本実施例においては、N=7を閾値とする境界層遷移位置は、点線で示すベース形状であるSH体に比べて前進するが、N=4を閾値とする境界層遷移位置は、点線で示すベース形状であるSH体に比べて後退していることが分かる。図36の展開図で示すSH体の外周面に対し局在波変形を加えた自然層流機首の実施例は、上記数1の総和Σを、t∞=2すなわち2つの変形成分の和とし、上記数6のxw=0.03、wx=10、1つ目の変形成分が、上記数4のε01=0、上記数4を置換した数9のE01=0.159155、φ01=9.118907、λ1=1.096623、上記数5のF11=0、F21=3.5、F31=-0.001815、上記数5を置換した数9のG01=0.000132、κ1=0.85、上記数7のH11=-2.5、H21=0.25、H31=65.0、2つ目の変形成分が、上記数4のε02=0、上記数4を置換した数9のE02=0.159155、φ02=7.599089、λ2=0.548311、上記数5のF12=0、F22=3.5、F32=-0.001815、上記数5を置換した数9のG02=0.000066、κ2=0.2、上記数7のH12=-2.5、H22=0.5、H32=10.0、としたものである。図37はこの自然層流機首を、マッハ2の気流中軸方向全長L基準レイノルズ数ReL=4.0×106に迎角α=2°で設置した時の側面上での境界層遷移位置を示している。本実施例においては、N=7を閾値とする境界層遷移位置は、点線で示すベース形状であるSH体に比べて一部前進するが、N=4を閾値とする境界層遷移位置は、点線で示すベース形状であるSH体に比べて後退していることが分かる。"