高翼機

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高翼機を正面から見た図。下記の他形式と主翼の配置を比較のこと。
参考図1:低翼機。
参考図2:パラソル翼機。

高翼機 (こうよくき、high-wing airplane) とは、航空機の形式の一種で、主な固定翼を一枚しか持たない単葉機のうち、胴体の上端付近に主翼が取り付けられている航空機を意味する。胴体の下端に主翼が位置する低翼機de, 参考図1)や、胴体中段に位置する中翼機de)、左右一体型の主翼が傘のように胴体上方に置かれているパラソル翼機en、参考図2)との対比で用いられる分類である。

特性[編集]

上部に翼を設置することで飛行時の横安定性を増すことが可能となる。機体がバンク角を取った時、揚力線が傾くことによって横向きの力が加わり横滑りを生じるが、高翼機では横向きの気流が胴体に遮られて翼下面の圧力が増大し、滑っている方向にある翼の揚力が増大する。これによって左右の翼で揚力差が生じ、機体を水平に戻そうとするいわば「復元力」を得ることが出来る。低翼機や中翼機では上反角を付けることでこの効果を得るが、高翼機では上反角を付けることなくこの効果を得られるという事になる。

また、主翼の取り付け位置が高いために地面との間に大きな空間が確保され、プロペラ機を含め翼にエンジンを取り付ける場合、胴体と同じ位置以上に吊るす・取り付けることが出来、異物吸い込みの可能性を減少出来る。胴体下部・側部に設置された降着装置を伸ばさなくても、特にプロペラブレードが地上の障害物に影響されにくく、短くて済む降着装置は軽量・頑強で、整備・路面状態の悪い飛行場にも離着陸が容易である。また、大型の爆弾やミサイルなどの武装を翼の下に吊るすことも容易である。これらの利点から特に輸送機を含む軍用機には多く用いられている。翼の取り付け位置が高いことは、胴体着水する飛行艇にも有利なため、パラソル翼と並んで採用例が多い。大径のプロペラを主翼(端)に装備する方式のティルトローター機では、主翼を高翼とする事が定石となっている。

その一方、高翼機の主翼下にエンジンを吊るして、胴体と水平にエンジンを設置した場合、低翼機のようにエンジン騒音を翼でさえぎることが出来ず、民間の旅客機では人が乗ることになる胴体部分に直接に騒音が当たってしまうことになる。また翼が上部にあることで翼の付近の客席からは上空の視界が遮られる。そのため、搭乗者の快適性確保の要請が強い旅客機にはあまり用いられていない。但し大径プロペラを翼に取り付ける小型旅客機では、主翼面よりエンジン・プロペラを若干上に置く事が多いので、現代では高翼機が増えた。低翼機と違い、乗客による地上への視界は良好である。

また、前述のように飛行時の安定性が優れていることは、逆に言えば運動性を損なうことになる。そのため、軍用機でも運動性の高さが求められる戦闘機には、レシプロ機時代にはあまり用いられなかった。この時代の戦闘機では降着装置(脚)を主翼に搭載することが多かったが、プロペラブレードの直径を増大させるためには、できるだけ翼を低い位置に取り付けたほうが同じ脚の長さでも機首の地上高を高く取れるために有利であったからでもある。

高翼式のMiG-25戦闘機

高翼の採用例が増えるのは、超音速機時代からである。主翼を水平尾翼よりも低く配置した場合、迎角を大きく取った際に主翼の後流が水平尾翼に無視できない悪影響を与えることが判明した。仰角を大きく取れない事は運動性を重視する戦闘機にとっては致命的な欠陥となる。そこで高翼とし水平尾翼よりも主翼の位置を高くとる。旧ソビエト連邦ロシア)が開発したMiG-25戦闘機をはじめとした、通常の尾翼形式の超音速戦闘機には、高翼が広く採用されている。

降着装置を主翼に装着する形式の飛行機の場合、地面との距離が大きいために降着装置の脚部が長くなってしまい、とくに引き込み脚の黎明期には強度などの問題から設計が難しいという問題もあった。ただし超音速機の場合は、主翼が薄く造られているため降着装置の装着には適せず、もとよりこの問題点は考慮されない。上述の通り主翼下に爆弾などを吊るすには高翼のほうが効果的であり、武装搭載量を増やした場合は低翼式のほうこそ降着装置が長くなってしまう。また、マルチロール化が進む現代の戦闘機では、ある程度は対地・対艦攻撃任務も担当することが多いため、低翼機とは逆に攻撃目標のある地上へのクリアランスが確保されていることが望ましい。但しステルス化の為、胴体内のみに武装などを搭載する事が増えた最近では、その必要性は下がりつつある。

参考文献[編集]

日本航空技術協会 航空工学講座第一巻 航空力学(第5版)

関連項目[編集]