航空機

航空機（複数形：aircraft）は、空気からの支持を得て飛行することができる乗り物である。静的揚力または翼の動的揚力[ 1 ] ^、または、少数のケースではエンジンからの直接的な下向きの推力のいずれかを使用して重力に対抗する。航空機の一般的な例としては、飛行機、ヘリコプター、飛行船（小型飛行船を含む）、グライダー、パラモーター、熱気球などがある。^[2]

航空機を取り巻く人間の活動は、航空と呼ばれます。航空機の設計と製造を含む航空の科学は、航空学と呼ばれます。 有人航空機は機内のパイロットによって操縦されますが、無人航空機は遠隔操作されるか、機内のコンピューターによって自動制御されます。航空機は、揚力タイプ、航空機の推進力（ある場合）、用途など、 さまざまな基準で分類できます。

模型飛行機や有人飛行の物語は何世紀も前に遡りますが、近代における最初の有人飛行、そして安全な降下は、18 世紀に開発された大型熱気球によって実現しました。2 つの世界大戦はいずれも、大きな技術的進歩をもたらしました。その結果、航空機の歴史は 5 つの時代に分けることができます。

• 初期の実験から 1914 年までの飛行の先駆者たち。
• 第一次世界大戦、1914年から1918年。
• 1918 年から 1939 年までの世界大戦間の航空。
• 第二次世界大戦、1939年から1945年。
• 戦後時代、ジェット時代とも呼ばれる1945年から現在まで。

エアロスタットは、船が水に浮かぶのとほぼ同じように、浮力を利用して空中に浮かびます。エアロスタットは、周囲の空気よりも密度が低い、ヘリウム、水素、熱気などの比較的低密度のガスで満たされた 1 つ以上の大きなセルまたはキャノピーを特徴としています。この重量が航空機構造の重量に加算されると、航空機が押しのける空気と同じ重量になります。

スカイランタンと呼ばれる小型の熱気球は、紀元前3世紀以前の古代中国で初めて発明され、主に文化的な祝賀行事で使用されていました。これは、2000年以上前に古代中国で初めて発明された凧に次いで、2番目に飛行する航空機でした（漢王朝を参照）。

気球はもともとあらゆる気球を指し、飛行船という用語は大型の動力付き航空機の設計、通常は固定翼のものを指して使われていた。^{[3] [4] [5] [6] [7] [8]} 1919年、フレデリック・ハンドレ・ペイジが「空の船」、より小型の旅客機を「エア・ヨット」と呼んだと報告されている。^[9] 1930年代には、大型の大陸間飛行艇も「空の船」または「空飛ぶ船」と呼ばれることがあった。^{[10] [11]} だが、当時はまだ1機も建造されていなかった。動力付き気球、いわゆる飛行気球の登場、そして後には大型化を可能にする剛性船体の登場により、これらの言葉の使い方が変わり始めた。剛性のある外枠とガス袋を囲む独立した空力外板を特徴とする巨大な動力付き気球が製造され、ツェッペリン飛行船が最大かつ最も有名であった。当時は、飛行船と呼べるほど大きな固定翼航空機や非剛体気球はまだ存在していなかったため、「飛行船」はこれらの航空機と同義語になりました。その後、 1937 年のヒンデンブルク号の事故など、いくつかの事故により、これらの飛行船は消滅しました。現在では、「気球」は動力のない気球であり、「飛行船」は動力のある気球です。

動力付きで操縦可能な気球は飛行船と呼ばれます。この用語は非剛性気球にのみ適用される場合もあり、飛行船の定義として飛行船が剛性または非剛性であると見なされる場合もあります。非剛性飛行船は、適度に空気力学的に優れたガスバッグと、後部に安定用のフィンを備えているのが特徴です。これらはすぐに飛行船として知られるようになりました。第二次世界大戦中、この形状は係留気球に広く採用されました。風の強い天候では、これにより係留ロープへの負担が軽減され、気球が安定します。形状に合わせて、ブリンプというニックネームも採用されました。現代では、小型飛行船や飛行船はすべてブリンプと呼ばれていますが、飛行船は動力付きでも動力なしでもよいのです。

飛行機などの空気より重い航空機は、何らかの方法で空気またはガスを下方に押し下げ、反応（ニュートンの運動法則による）を起こして航空機を上方に押し上げる必要があります。この空気中の動的な動きが、この用語の由来です。動的な上昇推力を生成するには、空気力学的揚力とエンジン推力の形をとる 動力揚力の 2 つの方法があります。

翼による揚力は最も一般的で、固定翼航空機は翼の前進運動によって空中にとどまり、回転翼航空機は「回転翼」と呼ばれることもある翼状のローターの回転によって空中にとどまります。翼は平らな水平面で、通常は断面が翼型​​をしています。飛ぶためには、空気が翼の上を流れ、揚力を発生させる必要があります。フレキシブル ウィングは布または薄いシート材で作られた翼で、多くの場合、剛性フレーム上に張られています。凧は地面に繋がれ、フレキシブルまたは剛性、固定または回転の翼にかかる風速に依存します。

動力揚力により、航空機はエンジンの推力を垂直下向きに向けます。ハリアージャンプジェットやロッキード・マーティン F-35BなどのV/STOL航空機は、動力揚力を使用して垂直に離着陸し、定常飛行では空力揚力に移行します。

純粋なロケットは、揚力を空気に依存しないため（宇宙まで飛行できる）、通常はエアロダインとは見なされません。しかし、多くの空気力学的揚力車両は、ロケットモーターによって駆動または補助されています。ロケット動力のミサイルは、機体上の気流によって非常に高速で揚力を獲得しますが、これは例外的なケースです。

固定翼航空機の先駆けは凧です。固定翼航空機は前進速度を利用して翼の上に空気の流れを作りますが、凧は地面に固定されており、揚力を得るために翼に吹く風を利用します。凧は空を飛ぶ最初の航空機であり、紀元前 500 年頃に中国で発明されました。試験機、風洞、コンピューター モデリング プログラムが利用可能になる 前に、凧を使った空気力学の研究が数多く行われました。

制御された自由飛行が可能だった最初の空気より重い航空機はグライダーでした。ジョージ・ケイリーが設計したグライダーは、1853年に最初の真の有人制御飛行を実施しました。最初の動力付きで制御可能な固定翼航空機（飛行機）は、ウィルバー・ライトとオービル・ライトによって発明されました。

推進方法（ある場合）の他に、固定翼航空機は一般に翼の構成によって特徴付けられます。最も重要な翼の特性は次のとおりです。

• 翼の数 —単葉機、複葉機、三葉機、または多葉機。
• 翼の支持 — 支柱または片持ち、剛性または柔軟性。
• 翼の平面形状 —アスペクト比、後退角、翼幅に沿った変化 (重要なデルタ翼クラスを含む) など。
• 水平安定板の位置（ある場合）。
• 二面角- 正、ゼロ、または負（下反り角）。

可変形状航空機は飛行中に翼の構成を変えることができます。

全翼機には胴体はありませんが、小さなブリスターやポッドが付いている場合があります。これとは反対に揚力体には翼はありませんが、小さな安定面や操縦面が付いている場合があります。

翼が地面効果を持つ機体は、一般的に航空機とはみなされない。^[12]離陸時には、従来の航空機と同様に、地面または水面近くを効率的に「飛行」する。一例として、「カスピ海の怪物」というニックネームを持つロシアのエクラノプランが挙げられる。人力飛行機も、パイロットの最小限の力で空中に留まるために地面効果に頼っているが、これは単に動力が不足しているためであり、実際には機体はより高く飛行できる。

回転翼航空機、または回転翼航空機は、回転するローターと翼断面のブレード（回転翼）を使用して揚力を生み出します。その種類には、ヘリコプター、オートジャイロ、ジャイロダインや複合回転翼航空機などのさまざまなハイブリッドがあります。

ヘリコプターには、エンジン駆動のシャフトによって回転するローターがあります。ローターは空気を下方に押して揚力を生み出します。ローターを前方に傾けると、下向きの流れが後方に傾き、前進飛行の推力を生み出します。ヘリコプターの中には、複数のローターを持つものや、先端のガスジェットによって回転するローターを持つものもあります。メインローターの回転を相殺し、方向制御を補助する テールローターを持つものもあります。

オートジャイロには動力のないローターがあり、推力を供給するための別の動力装置が付いています。ローターは後方に傾いています。オートジャイロが前進すると、空気がローターを横切って上向きに吹き上げられ、ローターが回転します。この回転により、ローター上の気流速度が上がり、揚力が得られます。ローター カイトは動力のないオートジャイロで、牽引されて前進速度を得たり、強風時には静止アンカーに繋がれてカイト飛行を行ったりします。

複合回転翼航空機には、前進飛行時に一部またはすべての揚力を提供する翼があります。これらは現在、回転翼航空機ではなく動力揚力型として分類されています。ティルトローター航空機 (ベル ボーイング V-22 オスプレイなど)、ティルトウィング、テールシッター、およびコレオプター航空機では、垂直飛行の場合はローター/プロペラが水平になり、前進飛行の場合は垂直になります。

• 揚力体とは、揚力を生み出すように形作られた航空機の機体である。翼があったとしても、十分な揚力を生み出すには小さすぎるため、安定性と制御のためだけに使われる。揚力体は効率的ではない。抗力が大きく、飛行するのに十分な揚力を生み出すには高速で移動する必要がある。スペースシャトルにつながったマーティン・マリエッタ X-24などの研究プロトタイプの多くは揚力体であったが、スペースシャトルは揚力体ではなく、一部の超音速ミサイルは管状体上の気流から揚力を得ている。
• 動力付き揚力タイプは、垂直離着陸 ( VTOL ) にエンジン由来の揚力に依存します。ほとんどのタイプは、水平飛行のために固定翼揚力に移行します。動力付き揚力タイプのクラスには、 VTOLジェット機 (ハリアージャンプジェットなど) や、ベルボーイング V-22 オスプレイなどのティルトローター機などがあります。個人用ファンリフトホバープラットフォームやジェットパックなど、いくつかの実験的設計では、飛行全体を通じて揚力を提供するためにエンジン推力のみに依存しています。VTOL研究設計には、ロールスロイス推力測定リグが含まれます。
• 一部のローター翼は水平軸翼を採用しており、回転するローターを横切る気流によって揚力が発生します。フレットナー飛行機は回転するシリンダーを使用し、マグヌス効果から揚力を得ています。ファンウィングはクロスフローファンを使用し、機械的により複雑なサイクロジャイロは中心軸の周りを一緒に回転する複数の翼で構成されています。
• 羽ばたき飛行機は翼を羽ばたかせることで推進力を得ます。

最も小さい航空機は玩具・娯楽用品、ナノ航空機です。

寸法と容積で最大の航空機（2016年現在）は、全長302フィート（92メートル）のイギリスのエアランダー10で、ヘリコプターと固定翼の機能を備えたハイブリッド飛行船で、最高速度90マイル（140 km/h、78ノット）で飛行でき、最大積載量22,050ポンド（10,000 kg）で2週間の滞空が可能と報告されている。^{[13] [14] [15]}

^{[アップデート]}2016年現在、史上最大の重量と最大の通常固定翼航空機は、アントノフ An-225ムリーヤである。1980年代にソ連（ウクライナSSR）で製造されたこの6発輸送機は、全長84メートル（276フィート）、翼幅88メートル（289フィート）であった。428,834ポンド（194,516キログラム）の貨物を輸送し、世界最大積載量記録を保持しており、100トン（220,000ポンド）の荷物を商業的に飛行した。最大積載重量は550～700トン（1,210,000～1,540,000ポンド）で、現在までに製造された航空機の中で最も重いものでもあった。巡航速度は時速500マイル（時速800キロメートル、430ノット）であった。^{[16] [17] [18] [19] [20]この航空機は}ロシア・ウクライナ戦争中に破壊された。^[21]

最大の軍用機はウクライナのアントノフ An-124ルスラン（世界で2番目に大きい飛行機で、民間輸送機としても使用されている）^[22]とアメリカのロッキード C-5 ギャラクシー輸送機で、重量は積載時で380 t（840,000ポンド）を超えている。^{[20] [23]} 8発、ピストン/プロペラのヒューズ H-4ハーキュリーズ「スプルース・グース」は、アメリカの第二次世界大戦時の木製輸送飛行艇で、当時のどの航空機よりも長い翼幅（94m/260フィート）と、最も高い航空機（エアバス A380-800の24.1m/78フィート）と同等の尾翼高を誇り、1940年代後半に短距離飛行を1回だけ行い、地面効果を抜けて飛行したことは一度もなかった。^[20]

最大の民間航空機は、上記のAn-225とAn-124を除けば、エアバスA300ジェット旅客機の派生型であるエアバスベルーガ貨物輸送機、ボーイング747ジェット旅客機/輸送機の派生型であるボーイングドリームリフター貨物輸送機（747-200Bは1960年代に開発された当時、最大重量が400トン（88万ポンド）を超え、史上最も重い航空機であった）^[23]、および2階建てのエアバスA380「スーパージャンボ」ジェット旅客機（世界最大の旅客機）である。^{[20] [24]}

最速の固定翼航空機と最速グライダーはスペースシャトルであり、マッハ25または時速17,500マイル（28,200 km / h）近くで大気圏に再突入した^[25]。

動力飛行機の最速飛行と空気呼吸式動力飛行機の最速飛行は、2004年11月16日にNASAのX-43Aペガサス（スクラムジェット推進の極超音速揚力体実験研究機）がマッハ9.68または時速6,755マイル（10,870 km/h）で記録したものです。^[26]

X-43A以前に記録された動力飛行機による最速飛行、そして現在でも有人動力飛行機の最速記録は、 1967年10月3日にマッハ6.7、時速7,274km（時速4,520マイル）で記録されたノースアメリカンX-15ロケット推進飛行機であった。 ^[27]

史上最速の有人空気吸入式動力飛行機は、アメリカの固定翼偵察ジェット機ロッキードSR-71ブラックバードで、1976年7月28日に時速3,530km（2,193マイル）に到達した。^[28]

グライダーは空気より重い航空機で、空中に浮上したら推進力を必要としません。離陸は、高い場所から前方下方に発射するか、地上のウインチや車両、または動力付きの「タグ」航空機によって牽引ロープで空中に引っ張ることによって行われます。グライダーが前進速度と揚力を維持するには、空気に対して降下する必要があります (ただし、地面に対しては必ずしも降下する必要はありません)。多くのグライダーは「舞い上がる」、つまり上昇気流 (サーマル フロートなど) を利用して高度を上げることができます。最初の実用的で制御可能な例は、英国の科学者でパイオニアのジョージ ケイリーによって設計および構築されました。彼は多くの人から最初の航空技術者として知られています。グライダーの一般的な例としては、グライダー、ハンググライダー、パラグライダーなどがあります。

気球は風に流されますが、通常はパイロットが空気を加熱するかバラストを放出して高度を制御し、ある程度の方向制御を行うことができます (高度によって風向が変わるため)。翼型のハイブリッド気球は上昇または下降時に方向に沿って滑空できますが、球形の気球にはそのような方向制御はありません。

凧は、凧糸または凧揚げロープに張力をかける地面または他の物体（固定または可動）に繋がれた航空機^[29]であり、揚力と抗力を生成するために、凧の上下に吹く仮想または実際の風に依存しています。カイトゥーンは、凧の偏向を得るために形作られ、繋がれた風船と凧のハイブリッドであり、空気より軽い、中性浮力、または空気より重いことができます。

動力飛行機には、1 つ以上の機内機械動力源があり、通常は航空機エンジンですが、ゴムや人力も使用されています。ほとんどの航空機エンジンは、軽量の往復エンジンかガスタービンです。エンジン燃料は、通常は翼にあるタンクに貯蔵されますが、大型飛行機では胴体にも追加の燃料タンクがあります。

プロペラ機は、 1 つまたは複数のプロペラ(エアスクリュー) を使用して前方への推力を生成します。プロペラは通常、トラクター構成では動力源の前に取り付けられますが、プッシャー構成では後ろに取り付けることができます。プロペラのレイアウトのバリエーションには、二重反転プロペラやダクテッド ファンなどがあります。

プロペラを駆動するために、多くの種類の動力装置が使用されてきた。初期の飛行船は人力または蒸気エンジンを使用していた。より実用的な内燃ピストンエンジンは、第二次世界大戦までほぼすべての固定翼航空機に使用され、現在でも多くの小型航空機で使用されている。一部のタイプでは、ターボプロップまたはプロップファンの形でタービンエンジンを使用してプロペラを駆動する。人力飛行は実現されているが、実用的な輸送手段にはなっていない。無人航空機や模型では、電動モーターや輪ゴム などの動力源も使用されている。

ジェット機は空気吸入式ジェットエンジンを使用します。空気を吸入し、燃焼室で燃料を燃焼させ、排気を後方に加速して推力を生み出します。

ジェットエンジンの構成には、ターボジェットとターボファンがあり、アフターバーナーが追加されることもあります。回転するターボ機械を持たないエンジンには、パルスジェットとラムジェットがあります。これらの機械的に単純なエンジンは、静止時には推力を発生しないため、航空機は、たとえばV-1飛行爆弾のようなカタパルトやロケットを使用して飛行速度まで打ち上げなければなりません。その他のエンジンの種類には、モータージェットやデュアルサイクルのプラット・アンド・ホイットニーJ58があります。

プロペラを使用するエンジンと比較して、ジェットエンジンははるかに高い推力、より高い速度、そして約40,000フィート（12,000メートル）以上の高度ではより高い効率を提供できます。^{[30]また、ジェットエンジンは}ロケットよりもはるかに燃料効率に優れています。その結果、ほぼすべての大型、高速、または高高度航空機はジェットエンジンを使用しています。

ヘリコプターなどの回転翼航空機には、動力付き回転翼またはローターがあり、ローターディスクをわずかに前方に傾けて、揚力の一部を前方に向けることができます。ローターは、プロペラと同様に、ピストンエンジンやタービンなど、さまざまな方法で駆動できます。実験では、ローターブレードの先端にジェットノズルを使用することもあります。

• ロケット推進航空機の実験は時折行われ、メッサーシュミット Me 163コメート戦闘機は第二次世界大戦でも実戦に使用された。それ以降、ロケット推進航空機は、ノースアメリカン X-15などの研究用航空機に限定され、空気吸入式エンジンが作動しない宇宙空間まで飛行した (ロケットは独自の酸化剤を搭載)。ロケットは主動力装置の補助として使用されることが多く、通常は重い荷物を積んだ航空機のロケット補助離陸に使用されるが、サンダース・ロー SR.53などのハイブリッド設計では高速ダッシュ機能も提供される。
• 羽ばたき飛行機は翼を羽ばたかせることで推進力を得ます。

航空機は、顧客や製造業者の要求、安全プロトコル、物理的および経済的制約など、多くの要因に基づいて設計されます。多くの種類の航空機では、設計プロセスが国の耐空性当局によって規制されています。

航空機の主要部品は、一般的に次の 3 つのカテゴリに分類されます。

• 構造（「機体」^{[31] [32] [33] [34] ）}は、主な荷重支持要素と関連機器、および飛行制御装置で構成されています。
• 推進システム（「動力装置」^{[31] [32] [35]}）（動力が供給される場合）は、上記のように、動力源および関連機器から構成される。
• 航空電子機器は、電気・電子制御、航法、通信システムで構成されています。^{[31] [32] [34] [36]}

構造設計へのアプローチは、航空機の種類によって大きく異なります。パラグライダーなど、一部の航空機は、張力を受けて形状を保つ柔軟な素材のみで構成され、空気圧に依存しています。気球も同様に内部のガス圧に依存していますが、積荷を運ぶために下部に硬いバスケットまたはゴンドラが吊り下げられている場合があります。飛行船を含む初期の航空機では、柔軟なドーピングされた航空機用 織物カバーを使用することが多く、剛性のあるフレームに張られた適度に滑らかなエアロシェルを提供しました。後の航空機ではセミモノコック技術が採用され、航空機の外皮は飛行荷重の多くを分担できるほど硬くなりました。真のモノコック設計では、内部構造は残っていません。

航空機の主要な構造部品は、航空機の種類によって異なります。

空気より軽いタイプの飛行機は、1 つ以上のガスバッグが特徴で、通常は柔軟なケーブルまたは船体と呼ばれる堅固なフレームワークの支持構造を備えています。エンジンやゴンドラなどの他の要素も支持構造に取り付けられる場合があります。

空気より重いタイプの航空機は、1 つ以上の翼と中央の胴体が特徴です。胴体は通常、安定性と制御のための尾部または尾翼と、離着陸用の着陸装置も備えています。エンジンは胴体または翼に取り付けられています。固定翼航空機では翼は胴体に固定されていますが、回転翼航空機では翼は回転する垂直軸に取り付けられています。小型の設計では、構造の一部または全体に柔軟な素材が使用されることがあり、剛性フレームまたは空気圧によって固定されています。構造の固定部分が機体を構成します。

航空機の動力源は通常、パワープラントと呼ばれ、エンジンまたはモーター、プロペラまたはローター（ある場合）、ジェットノズルと逆推力装置（ある場合）、およびエンジンまたはモーターの機能に不可欠な付属品（スターター、点火システム、吸気システム、排気システム、燃料システム、潤滑システム、エンジン冷却システム、エンジン制御など）が含まれます。^{[31] [32] [35]}

動力飛行機は、一般的にはガソリン（アビガス）やジェット燃料などの化石燃料を燃焼させる内燃機関（ピストン^[37]またはタービン^[38]）によって動力を得ている。ごく少数だが、ロケット動力、ラムジェット推進、電動モーター、他の種類の内燃機関、または他の燃料を使用する飛行機もある。ごく少数だが、短距離飛行用に人間の筋力で動力を得ている飛行機もある（例：ゴッサマー・コンドル）。^{[39] [40] [41]}

航空電子機器は、電子コックピット計器、ナビゲーション、レーダー、監視、通信システムを含む、あらゆる電子 航空機飛行制御システムと関連機器で構成されます。^{[31] [32] [34] [36]}

航空機の飛行エンベロープとは、対気速度、荷重係数、高度に関して承認された設計能力を指す。 ^{[42] [43]}この用語は、操縦性など航空機の性能の他の評価を指すこともある。航空機が、例えばあまりにも高速で急降下するなどして酷使された場合、エンベロープ外で飛行していると言われ、これは製造業者によって確立された設計限界を超えたため無謀だと見なされる。エンベロープを超えると、フラッターや回復不可能なスピンに入るなどの既知の結果が生じる可能性がある（境界の考えられる理由）。

航続距離とは、航空機が離陸から着陸までの間に飛行できる距離であり、空中に留まることができる時間によって制限されます。

動力航空機の場合、制限時間は燃料の積載量と消費率によって決まります。

動力のない航空機の場合、最大飛行時間は気象条件やパイロットの耐久力などの要因によって制限されます。多くの種類の航空機は日中に飛行できますが、気球の場合は揚力ガスの供給量によって制限されます。飛行距離は、平均地上速度と最大飛行時間の積として考えることができます。

エアバスA350-900ULRは航続距離が最も長い航空機の一つです。^[44]

飛行力学は、3 次元における航空機の方向と制御に関する科学です。飛行力学の重要な 3 つのパラメータは、航空機の重心を通る3 つの軸の周りの回転角度で、ピッチ、ロール、ヨーと呼ばれます。

• ロールは縦軸を中心とした回転（船の横揺れや傾斜に相当）であり、ロール角またはバンク角によって測定される翼端の上下運動をもたらします。
• ピッチとは、横方向の水平軸を中心とした回転であり、迎え角によって測定される航空機の機首の上下の動きを表します。
• ヨーは垂直軸を中心とした回転で、機首が左右に動く現象をサイドスリップと呼びます。

飛行力学は、これらの各軸を中心とした航空機の回転の安定性と制御に関係しています。

不安定な航空機は、意図した飛行経路から逸れやすいため、飛行が困難です。非常に安定した航空機は、飛行経路にとどまる傾向があり、操縦が困難です。したがって、あらゆる設計において、望ましいレベルの安定性を実現することが重要です。デジタル コンピュータが広く使用されるようになって以来、設計が本質的に不安定になり、人工的な安定性を提供するためにコンピュータ制御システムに依存することがますます一般的になっています。

固定翼は、一般的にピッチ、ロール、ヨーの面で不安定です。従来の固定翼設計のピッチとヨーの安定性には、水平安定板と垂直安定板が必要であり、^{[45] [46]}これらは矢の羽根と同様の働きをします。^[47]これらの安定面により、空気力学的な力が均衡し、ピッチとヨーの飛行力学が安定します。^{[45] [46]}これらは通常、尾部（尾翼）に取り付けられますが、カナードレイアウトでは、ピッチ安定板としてカナードの前翼の代わりに後部主翼が取り付けられます。タンデム翼と無尾翼の航空機は、安定性を達成するために同じ一般則に依存しており、後部表面が安定面となります。

回転翼は一般にヨー方向に不安定なので、垂直安定装置が必要になります。

気球は、積荷が揚力中心の下に吊り下げられているため、通常、ピッチとロールの点で非常に安定しています。

飛行制御面は、パイロットが航空機の飛行姿勢を制御することを可能にするもので、通常は翼の一部であるか、関連する安定面に取り付けられているか、または安定面と一体化しています。その開発は、それまで飛行中に制御不能であった航空機の歴史において重要な進歩でした。

航空宇宙エンジニアは、機体の重心を中心とした向き（姿勢）を制御する制御システムを開発します。制御システムにはアクチュエータが含まれており、さまざまな方向に力を及ぼし、航空機の空力中心を中心に回転力またはモーメントを生成して、航空機をピッチ、ロール、またはヨー方向に回転させます。たとえば、ピッチングモーメントは、航空機の空力中心から前方または後方に一定の距離で適用される垂直方向の力であり、航空機を上下にピッチングさせます。制御システムは、着陸時に安全な速度まで航空機を減速するなど、抗力を増減するために使用されることもあります。

航空機に作用する 2 つの主な空気力学的力は、航空機を空中で支える揚力と、航空機の動きを妨げる抗力です。操縦翼面やその他の技術を使用して、回転を起こさずにこれらの力に直接影響を与えることもできます。

航空機は長距離、高速移動を可能にし、状況によってはより燃料効率の良い輸送手段となる場合があります。しかし、航空機は燃料効率の考慮以外にも環境や気候に影響を与えます。また、航空機は他の移動手段に比べて比較的騒音が大きく、高高度の航空機は飛行機雲を発生させますが、実験的証拠によれば、これが気象パターンを変える可能性があることが示されています。

航空機は、さまざまな用途に合わせて最適化されたいくつかの異なるタイプで製造されています。軍用機には、戦闘タイプだけでなく多くのタイプの支援機が含まれます。民間機には、実験機や模型など、すべての非軍用タイプが含まれます。

軍用機とは、合法的または反乱軍の軍隊によって運用されるあらゆる航空機を指します。^[48]軍用機は戦闘用と非戦闘用のいずれかになります。

• 戦闘機は、自身の武装を使用して敵の装備を破壊するように設計された航空機です。^{[48]戦闘機は、}戦闘機と爆撃機に大別され、戦闘爆撃機や攻撃ヘリコプターを含む攻撃機など、その中間のタイプがいくつかあります。
• 非戦闘機は、主な機能として戦闘用に設計されていませんが、自衛用の武器を搭載する場合があります。非戦闘の役割には、捜索救助、偵察、観測、輸送、訓練、空中給油などがあります。これらの航空機は、多くの場合、民間航空機の派生型です。

軍用機のほとんどは、動力付きの重空気型です。グライダーや気球などの他のタイプも軍用機として使用されました。たとえば、気球は南北戦争と第一次世界大戦中に観測に使用され、軍用グライダーは第二次世界大戦中に兵士を上陸させるために使用されました。

民間航空機は商用タイプと一般タイプに分かれますが、一部重複する部分もあります。

民間航空機には、定期便やチャーター便向けに設計されたタイプがあり、乗客、郵便物、その他の貨物を運びます。乗客を運ぶ大型のタイプは旅客機で、そのうち最大のものはワイドボディ機です。小型のタイプの一部は一般航空にも使用され、大型のタイプの一部はVIP 航空機として使用されます。

一般航空は、他の種類の私用（パイロットに時間や経費の対価が支払われない）および商用を網羅する包括的な用語であり、ビジネス ジェット（ビズジェット）、練習機、自家製、グライダー、戦闘機、熱気球など、さまざまな航空機の種類が含まれます。今日の航空機の大部分は一般航空タイプです。

実験用航空機とは、飛行実証が完全に行われていない航空機、または米国では実験用証明書と呼ばれる特別耐空証明書を所持している航空機です。これは、航空機が新しい航空宇宙技術をテストしていることを意味することが多いですが、この用語はアマチュアが製作した航空機やキットで製作した航空機も指し、その多くは実証済みの設計に基づいています。

模型飛行機は、楽しみのため、静止展示のため、航空力学研究のため、またはその他の目的で飛行するように作られた小型の無人飛行機です。スケールモデルは、より大きな設計のレプリカです。

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• ガンストン、ビル (1987)。ジェーンズ航空宇宙辞典 1987。ロンドン、イギリス: ジェーンズ出版会社。ISBN 978-0-7106-0365-4。

• 現代航空機の進化 (NASA) 2007 年 12 月 27 日アーカイブ、Wayback Machineより
• バーチャルミュージアム
• スミソニアン航空宇宙博物館 - 航空機と宇宙船の歴史に特に焦点を当てたオンラインコレクション
• 驚くべき初期の飛行機械 2009年12月13日アーカイブ ウェイバックマシンライフ誌のスライドショー

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