離陸の瞬間

質問

飛行機が離陸滑走を終えて機体が浮く瞬間が好きです☆
あの瞬間にパイロットが操縦桿を手前に引いていますが、
操縦桿を引くことで飛行機のどの部分が動いて、どんな作用であの大きな機体が浮かび上がるのですか？？

回答No.3

prop_and_jet · ベストアンサー

＞あの瞬間にパイロットが操縦桿を手前に引いていますが、
＞操縦桿を引くことで飛行機のどの部分が動いて、どんな作用であの大きな機体が浮かび上がるのですか？？

これは、そもそもそれまでは操縦桿を若干前に押してありますので（※a）（※a-a）、これを戻し、そして、離陸時には操縦桿を手前に引きます。

こうすると、機体のどこが動くかといいますと、水平尾翼の後端の部分の「昇降陀」（エレベーター・elevator）（http://www.jal.co.jp/jiten/dict/g_page/g117.html）という部分がはね上がります。（http://www.jal.co.jp/jiten/dict/g_page/g119.html）（http://www.jal.co.jp/jiten/dict/p118.html#01-01）

この、エレベーターが上にはね上がると、風の具合で、水平尾翼全体は下へ行こうとします。

これで、主脚（メインランディングギアー）や主翼を支点にして機首が上に向き、離陸するというわけです。

ところで、その前に、
旅客機は、（失速さえしていなければ・つまり ある程度の速度以上であれば）、機首が向いている方向に飛んでいくことはご理解できますね？

よって、上記方法でエレベーターをはね上げることにより、機首が上を向けば機体は上に向かって飛んでいくというわけです。

では、なぜ、エレベーターが上にはね上がると、尾翼全体は下に行こうとするか。

これは、船の舵でも全く同じ話で、その舵を向けた方向とは逆の方向に、テールは流れ、そして、船全体は舵を向けた方向に進みますね。

これを、90゜回転させて上下で考えてみると、エレベーター＆水平尾翼と機体の関係でも分りやすいと思います。

具体的原理は、エレベーターをはね上げると、水平尾翼の上面では空気の圧力が高まり、水平尾翼の下面では空気の圧力が低まるのです。これによって引っぱられたり押されたりされる水平尾翼が、この場合下方向に移動しようとするのです。

機全体の動きで、機首が上向いたり下向いたりする動きを、「pitch （pitching）」（http://www.sportflying.co.nz/Training/Lessons/3%20EFFECTS%20OF%20CONTROLS%20%20.pdf#search='pitch'）と言います。

この、pitchをコントロールするものが、エレベーターであり、このエレベーターをコントロールするものが操縦桿の前後の動かしです。

＞迎え角ですか☆納得です

もちろんそうですが、「迎え角」（A of A）（angle of attack）（http://www.jal.co.jp/jiten/dict/p051.html#02-01）（http://www.jal.co.jp/jiten/dict/g_page/g054_1.html）という言葉が出てきてしまうと、「揚力」やら、「ベルヌーイの定理（Bernoulli's Principle）」（http://raanz.org.nz/wiki/pmwiki.php?n=TM.Principals）やら、「翼断面」やら、「気流が速い」やら、難しい話になってしまうので、

一般人は、
「紙飛行機でも ジェット旅客機でも、ある程度の速度が出ていれば、機首の向いている方向にしか飛んでいかない。」　と考えておけば充分でしょう。

もっと詳しく知りたくなった時は、（http://www.jal.co.jp/jiten/index/mokuji1-2.html）（http://www.jal.co.jp/jiten/index/index.html）からでもいろいろ読んで楽しんでみて下さい。

主翼は、機体に基本的にはほとんどの部分が固定されています。よって、機首の向く方向に 主翼も向きます。

主翼は、言ってみれば、扇風機の前にハガキを出してみたようなもので、そのハガキを若干上向きにすればハガキ全体が上に行こうとしますね。

これが、機全体を上昇させる源になります。（http://www.kokukagaku.jp/06_science/06a01_wind.html）

※a：セスナ等小型軽飛行機では やらないことですが、旅客機ですと、ノーズギアー（前輪）に荷重を多少与え、滑走路上での滑走の低速時に 舵の役割を果たすノーズギアーが横滑りしてしまわないように 操縦桿を少し前に倒しておきます。速度が増すごとに、舵の主な役割は垂直尾翼に移ってきますので、操縦桿も戻していきます。

ここまでは、一般人向け回答。
-----------------------------------------------

ここからは、パイロット向けの回答として。

飛行時間13時間の初心者様としては、しっかり良く回答できていますね。PPLの学科の「Aircraft Technical Knowledge」はもう受かったのでしょうか。

＞よく高度の調整はエンジン出力の加減で、速度の調整は操縦かん（操縦輪）の操作で行いなさいと教わります。

これは、「フラップを出している時」と考えたほうが良いですね。

仰る通り、普段、フラップをしまっている時は、エレベーターこそが、その名の通り、機のエレベーション（elevation）をコントロールするものです。

普段は、やはり、機の速度をコントロールするものはスロットル。機の高度をコントロールするものがエレベーター。と考えて良いです。

サーキットのダンウィンドの最終段階で、スロットルを絞って機首上げして、高度は保ったまま機の速度を下げますね、
ここから、機の速度がディセンディングの速度まで落ちたら、左ターンでベースレグに入りながらディセンディングを始め、そのままファイナルレグへ。

ファイナルアプローチで、フラップを出せる速度まで落としてから、フラップを出し始めた瞬間に、操作系が“逆転”して、エレベーターは速度（エアスピード）調整、スロットルは高度の調整。になると考えて下さい。慣れるまでは、多少難しいかもしれません。

これは、離陸時でも同じです。離陸も、フラップは少し出しますよね。その場合、やはり、エレベーターは速度（エアスピード）調整。といった意味合いが強いです。実際、スロットルはMAX。エレベーターにて、「Best Rate of Climb」または「Best Angle of Climb」のどちらか、必要な速度にセットしますよね。つまり、操縦桿が、速度をコントロールします。
フラップをしまった頃から、これはまた逆転して（元に戻って）通常のコントロールになります（つまり、エレベーターは高度の調整、スロットルはエアスピードの調整。）。

よって、フラップを一切出さないランディングの場合、ほぼ最後まで、やはり「エレベーターは高度の調整、スロットルはエアスピードの調整。」ということになります。
PPLでそのうち、フラップを一切出さないランディングというのを習うと思います。これは、上空でフラップが壊れて出てこなくなっても問題なく着陸できるようにとの練習ですが、
この場合、エレベーターは高度の調整、スロットルはエアスピードの調整。といった感じも残して操縦すると、上手くいくと思います。
ただし、グランド近くに来てウインドシェアが起きる位の高度になりますと、ウインドシェアが起きたら即スロットルで高度の低下を防がないといけません。このとき操縦桿で上昇させようとしたら、失速します。
むしろ、失速防止のために、操縦桿は前に倒し、ノーズダウン、パワーONで、失速回避しながらウインドシェアの回避を行います。この高度から下では、スロットルは高度調整ということも念頭に、合わせてコントロールしないといけませんね。（フラップが一切出ていない場合、エアスピード自体が低くなっていなければ、「エレベーターが高度調整」ということでよいと思います。）

また、ハードランディングしそうな直前に、パワーを入れてソフトランディングさせる技もありますよね。
タッチダウン直前は、失速直前でもありますので、その時にハードランディング防止に機首上げなんてやったら、失速して結局はハードランディングになってしまいます。（速度は上手に落とせていた場合）

なお、そのうち、悪天候時用の飛び方として、着陸するわけでもないのに、フラップをかなり出して、バリー（valley）を低空でぬって飛ぶような訓練もすると思います。これは、PPLのVFRで、万が一の嵐に遭ったような時に、墜落するのではなく なんとか飛行場に帰ってこられるようにするための訓練です。
この場合も、操作系は逆転して、エレベーターは速度（エアスピード）調整、スロットルは高度の調整。というふうになります。

本当に、「逆転」「切り替わった」と考えたほうが、上手くいくと思います。
この場合、計器は、エアスピードインジケーターを見ながら、操縦桿を前後にコントロールし、
高度計（altimeter）を見ながらスロットルをコントロールする。といった感じです。

※a-a：軽飛行機がこれをやらないのは、そもそも重いエンジンが前に付いていますし、また、滑走路上がラフだったり 場合によってはグラスランウェイ（芝生）だったりして、プロペラやテールウイング（エレベーター）が地面と接触してしまわないよう、タキシング中は操縦桿は引き気味で、エレベーターははね上げておきます。離陸時の滑走も、ランウェイがラフな場合等は、初めから若干引いておく（始めは中立でも可）といった感じなテイクオフをします。

Best Angle of Climb の離陸の場合、最初からかなり操縦桿を引いて滑走する離陸方法もあります。場合によって必要量 使い分けて下さい。

操縦桿をあまり引き過ぎた状態で MAXパワーオンすると、機首が浮き上がり、実際にテールが地面に付いてしまうことがあります（事故）。充分に気を付けて下さい。

お礼

すごいです！！
回答してくださったことを全部覚えたら専門家気分です★
今からじっくり理解しながら読ませていただきたいと思います。
回答ありがとうございました。

回答No.2

noname#215107

操縦経験は１３時間で止まっている初心者です。参考までに。

飛行機は、ある程度速度が出ると自然に浮きますが、滑走路では限られた距離で離陸し、一定の角度で上昇をしなければなりません。

紙飛行機を作って、水平尾翼の最後部の端を軽く上に曲げて飛ばしてみると良くわかります。
操縦かん（操縦輪）を手前に引くと、水平尾翼の最後部に取り付けられている、エレベーターの向きが上向きになります。
滑走中にエレベーターの向きが上向きになると、風の力で尾翼が下に押さえられ、主輪を支点にして、機首が上を向きます。同時に主翼の角度（迎え角）も上向きになるので、迎え角による揚力が発生し、離陸します。また空中でも、迎え角を変更するために使用します。

ところで、よく高度の調整はエンジン出力の加減で、速度の調整は操縦かん（操縦輪）の操作で行いなさいと教わります。しかし、実際には、機首の向きを変えるタイミングを決めるのは操縦輪です。例えば、高度を変えずに速度を落とすには、スロットルを絞り、足りない分だけ、操縦輪を引くをいう操作をします。

お礼

詳しい説明ありかとうございます。
迎え角ですか☆納得です。
回答ありがとうございました。

回答No.1

mat983

http://www1.mahoroba.ne.jp/~ple/k003.html

上記サイトでは
「操縦桿を手前に引くと昇降舵が上がり、水平尾翼を下に抑える力を発生させ、尾部が下がり、機首が上がる」とあります。
参考にして下さい。

お礼

早速見てみました。
素人にもわかりやすい説明ですごく納得できました。
回答ありがとうございます。