無尾翼機

無尾翼機

無尾翼機とは、垂直尾翼は持つものの、水平尾翼を持たない航空機のことを指します。代表的なものとしては、コンコルドに代表されるデルタ翼機が挙げられます。また、胴体部までなくした機体は、特に全翼機と呼ばれます。

概要

通常の飛行機において水平尾翼は、機体の上下方向の安定性を高めたり、ピッチング（機首上げ下げ）を操作するために存在します。しかし、水平尾翼は空気抵抗を発生させる要因にもなります。そこで、水平尾翼を省略することで空気抵抗を低減することを目的として開発されたのが無尾翼機です。

しかし、水平尾翼がない分、主翼のみでピッチ方向の安定性を確保する必要があります。そのため、主翼の一部に水平尾翼と同様の働きを持たせるための特殊な設計が求められます。その手法としては、例えば、主翼の平面形をブーメランのように後退翼にし、機体後部にある翼端にネジリ下げを付けて翼端部分を水平尾翼として利用する方法があります。また、後縁が上方に湾曲したS字型のキャンバーを持つ特殊な翼型を採用し、主翼の後縁付近を水平尾翼のように機能させる方法もあります。これらの手法を組み合わせた機体も存在します。

詳しくは、翼型#無尾翼機・全翼機の翼型の項を参照してください。

本来、水平尾翼に備えられている昇降舵（エレベーター）は、主翼後縁に装備されることが多く、補助翼（エルロン）を兼ねることもあります。これはエレボンと呼ばれます（[aileron] + [elevator] = elevon）。

無尾翼機の課題

空気抵抗の低減に有利な無尾翼機ですが、いくつかの課題も抱えています。まず、ネジリ下げやS字キャンバー翼で主翼の一部を水平尾翼のように使うため、その部分にマイナスの揚力が発生し、全体として翼の面積あたりの揚力が減少してしまいます。また、主翼後縁部に高揚力装置（フラップ）を取り付けた場合、フラップを下げると急激な機首下げが発生しやすいため、フラップの装備が難しいという点もあります。さらに、地面効果による揚力増加が通常の機体よりも大きく発生する傾向があります。これは、通常飛行時には水平尾翼として機能する箇所でも地面効果が働くためで、着陸時に想定よりも長い滑走路が必要になる場合があります。例えば、秋水ではオーバーランによる事故が発生したため、着陸進入時には機体を意図的に横滑り（フォワードスリップ）させて空気抵抗を増やし、速度を落としてから着陸する必要がありました。

デルタ翼機の場合、低速時の揚抗比が低いという問題があり、離着陸性能は劣ります。しかし、その形状による優れた失速特性から、大きな迎え角での失速後安定性に優れているため、エンジンパワーがあれば大きな揚力を得ることができます。ただし、大きな迎え角は操縦者の視界を制限するという問題を引き起こす可能性があります。コンコルドでは、機首部が細長い形状であることも相まって、着陸時には機首を下方へ下げる機構が導入され、緊急時用のドラッグシュートも装備されました。一方で、発展形のダブルデルタ翼や、後述するエンテ型では、離着陸性能が大幅に改善されています。また、ミラージュ2000では、CCV設計を導入することで離着陸性能を向上させています。

離着陸性能の改善策

離着陸性能を改善する策の一つとして、もともと無尾翼のデルタ翼機であった機体に、昇降舵としてカナード翼を追加装備しエンテ型とする方法がよく用いられます。この場合、主翼後縁部の動翼は補助翼として利用されます。また、カナード翼を主翼と近づけて装備すれば、ストレーキと同等の効果が得られるため（クロースカップルドデルタ翼）、前述の失速特性と合わせて、2つの効果で離着陸性能を改善できます。ただし、カナード翼は水平尾翼の一種であるため、エンテ型として独立した分類となり、カナード翼を持つデルタ翼機を無尾翼機と呼ぶことはありません。

主な無尾翼機の例

ドイツ
Me 163 コメート
P.208
P.212
P.215
日本
秋水
かつをどり
アメリカ
XP-56 ブラックバレット
F4D スカイレイ
F7U カットラス
SR-71 ブラックバード
B-58 ハスラー
F-102 デルタダガー
F-106 デルタダート
イギリス
アブロ バルカン
フランス
ミラージュIII
ミラージュIV
ミラージュ5
ミラージュ2000
コンコルド
スウェーデン
サーブ 35 ドラケン
インド
HAL テジャス

関連項目

水平尾翼
全翼機
* アレクサンダー・リピッシュ

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