固定翼航空機

固定翼航空機は、飛行機などの空気より重い航空機で、空気力学的揚力を利用して飛行することができます。固定翼航空機は、回転翼航空機(回転軸に取り付けられたローターが揚力を生成する) や羽ばたき飛行機(翼が振動して揚力を生成する) とは異なります。固定翼航空機の翼は必ずしも固定されているわけではありません。凧、ハンググライダー、可変後退翼航空機、翼の変形を使用する飛行機はすべて固定翼に分類されます。

自由飛行グライダーや係留凧などの滑空固定翼航空機は、移動する空気を利用して高度を上げることができます。エンジンから前進推力を得る動力固定翼航空機（飛行機）には、動力パラグライダー、動力ハンググライダー、地面効果機などがあります。ほとんどの固定翼航空機はパイロットによって操縦されますが、一部は無人で遠隔または自律的に操縦されます。

凧は、凧を作る材料が手に入る中国で約2,800年前に使われていました。近くのムナ島の洞窟壁画の解釈に基づくと、現在のスラウェシ島では、葉凧がより早く飛ばされていた可能性があります。^[1]少なくとも西暦549年までに紙凧が飛ばされ、その年の記録によると、紙凧は救助活動のメッセージとして使用されていました。^[2]古代および中世の中国の資料には、凧が距離の測定、風のテスト、人の持ち上げ、合図、軍事作戦の通信に使用されたことが報告されています。^[2]

凧の物語は13世紀末にマルコ・ポーロによってヨーロッパにもたらされ、16世紀と17世紀には日本とマレーシアの船乗りによって凧が持ち帰られました。^[3]当初は珍しいものと考えられていましたが、18世紀と19世紀には凧は科学的研究に使われるようになりました。^[3]

紀元前400年頃、ギリシャではアルキタスが世界初の自走式飛行装置を設計・製作したと伝えられている。この装置は鳥のような形をしており、おそらく蒸気の噴流で推進され、約200メートル（660フィート）飛んだと言われている。^{[4] [5]}この機械は飛行中は宙に浮いていた可能性がある。^{[6] [7]}

グライダーを使った最も初期の試みの一つは、11世紀の修道士マルムズベリのエイルマーによるものでしたが、失敗に終わりました。17世紀の記録には、9世紀の詩人アッバース・イブン・フィルナスが同様の試みをしたと書かれていますが、それより前の資料にはこの出来事は記録されていません。^[8]

1799年、ジョージ・ケイリー卿は、揚力、推進力、制御のためのシステムを備えた固定翼機として現代の飛行機の概念を提示した。^{[9] [10]}ケイリーは1803年に早くも固定翼航空機の模型を製作・飛行させ、1853年には旅客を乗せたグライダーを製作して成功した^。[11] 1856年、フランス人のジャン＝マリー・ル・ブリは、グライダー「ラルバトロス・アーティフィシャル」を馬に牽引させ、海岸沿いを飛行させ、初の動力飛行を行った。^[12] 1884年、アメリカ人のジョン・J・モンゴメリーは、 1883年から1886年にかけて製作した一連のグライダーの一部として、グライダーで制御飛行を行った。^[13]当時同様の飛行を行った他の飛行士には、オットー・リリエンタール、パーシー・ピルチャー、オクターブ・シャヌートの弟子たちがいた。

1890年代、ローレンス・ハーグレイヴは翼構造の研究を行い、人間の体重を持ち上げることができる箱凧を開発した。彼の設計は広く採用された。彼はまた、回転式航空機エンジンの一種も開発したが、動力付き固定翼航空機は開発しなかった。^[14]

ハイラム・マキシム卿は、重量3.5トン、翼幅110フィート（34メートル）の航空機を製作した。この航空機は、2つの360馬力（270kW）の蒸気エンジン2基で駆動され、2つのプロペラを駆動していた。1894年、この航空機は、上昇を防ぐため頭上のレールを取り付けてテストされた。テストの結果、離陸するのに十分な揚力があることがわかった。航空機は制御不能となり、マキシムは作業を断念した。^[15]

ライト兄弟が1903年にフライヤーIで行った飛行は、航空学の基準設定と記録保管機関である国際航空連盟（FAI）によって「空気より重い動力による最初の持続的かつ制御された飛行」として認められました。^[16] 1905年までに、ライトフライヤーIIIは、長時間にわたり完全に制御可能で安定した飛行が可能になりました。

1906年、ブラジルの発明家アルベルト・サントス・デュモンは、 14～ 220メートル（720フィート）を22秒未満で飛行し、フランス航空クラブが認定した最初の世界記録を樹立した航空機を設計、製造、操縦した。^[17]この飛行はFAIによって認定された。^[18]

1908年のブレリオVIII設計は、現代の単葉 トラクター構成を持つ初期の航空機設計でした。この機体は、ヨーとピッチの両方を制御する可動尾翼を備え、ロール制御は翼の反りまたはエルロンによって行われ、パイロットはジョイスティックとラダーバーで制御しました。これは、 1909年夏のブレリオXI 海峡横断航空機の重要な前身でした。^[19]

第一次世界大戦は、航空機を兵器や観測プラットフォームとして使用することを開始した。同期機関銃を装備した戦闘機による最も初期の空中勝利は、1915年にドイツ空軍中尉クルト・ヴィントゲンスが操縦した。戦闘機のエースが登場し、最も優れた（空中勝利数による）のはマンフレート・フォン・リヒトホーフェンであった。^[要出典]

アルコックとブラウンは1919年に初めて大西洋を無着陸で横断した。アメリカとカナダの間で最初の商業飛行が行われたのも1919年である。^[要出典]

いわゆる航空の黄金時代は、2つの世界大戦の間に起こり、その間に、以前のブレークスルーの解釈が更新されました。イノベーションには、1915年のヒューゴ・ユンカースの全金属製機体により、1930年代初頭までに翼幅が最大60メートルを超える多発機の登場、V-12液冷航空エンジンと並んで実用的な航空機動力装置として主に空冷式の星型エンジンの採用、そして1919年のビッカース ヴィミーによる飛行のますます長距離化、その数か月後には米海軍のNC-4による大西洋横断飛行があり、1927年5月にはチャールズ・リンドバーグがスピリット・オブ・セントルイスで単独で大西洋を横断し、さらに長距離飛行の試みに拍車をかけました。

飛行機は第二次世界大戦の主要な戦闘に登場しました。ドイツの電撃戦やアメリカと日本の太平洋における 航空母艦作戦など、飛行機は軍事戦略の重要な要素でした。

軍用グライダーが開発され、いくつかの作戦で使用されたが、高い死傷率によって制限された。 1942年のフォッケ・アハゲリス Fa 330 バッハシュテルツェ(セキレイ) ローター カイトは、ドイツのU ボートで使用されたことで有名である。

戦前と戦中、イギリスとドイツの設計者はジェットエンジンの開発に取り組んだ。1939年に初めて飛行したジェット機はドイツのハインケルHe178だった。1943年には、初の実用ジェット戦闘機であるメッサーシュミットMe262がドイツ空軍に就役した。戦争後期にはイギリスのグロスターミーティアが就役したが、実戦には投入されなかった。当時の最高速度は1,130km/h（700mph）に達し、1944年7月初旬にはドイツのMe163B V18ロケット戦闘機の試作機が非公式に記録飛行した。^[20]

1947年10月、ベルX-1はチャック・イェーガーの操縦により音速を超えた最初の航空機となった。^[21]

1948年から1949年にかけて、ベルリン封鎖の間、航空機が物資を輸送した。冷戦中には、 B-52などの新しいタイプの航空機が製造された。

最初のジェット旅客機であるデ・ハビランド コメットは1952年に導入され、続いて1956年にソ連のツポレフ Tu-104が導入された。ボーイング 707 は、初めて広く普及した民間ジェット機で、1958年から2010年まで50年以上にわたって商業的に運航されていた。ボーイング 747 は、1970年から2005年にエアバス A380に追い抜かれるまで、世界最大の旅客機であった。最も成功した航空機はダグラス DC-3とその軍用バージョンであるC-47 ^[22]で、中型の双発旅客機または輸送機で、1936年から運航されており、現在でも世界中で使用されている。数百のバージョンのうちのいくつかは他の用途に使用され、ベトナム戦争時代のガンシップであるAC-47は現在でもコロンビア空軍で使用されている。^[23]

飛行機は、ジェット エンジンまたはプロペラの推力によって推進される固定翼の動力航空機です。飛行機にはさまざまなサイズ、形状、翼の構成があります。用途には、レクリエーション、物資や人の輸送、軍事、研究などがあります。

水上飛行機（ハイドロプレーン）は水上で離着陸が可能である。陸上からも運航可能な水上飛行機は水陸両用機と呼ばれるサブクラスである。^[24]水上飛行機と水陸両用機は、フロート水上飛行機と飛行艇の2つのカテゴリに分けられる。

• フロート水上機は陸上飛行機に似ています。胴体は特殊ではありません。車輪はフロートに置き換えられ/覆われており、機体が水面に浮かんで着水できるようにします。
• 飛行艇は、胴体の下部 (腹側) が防水の船体を持つ水上飛行機です。胴体は着陸後、船体によって浮かんでいて、水面に直接着水します。浮力を得るために追加のフロートは必要ありませんが、翼下の小さなフロートや胴体に取り付けられたスポンソンを使用して安定させる場合があります。大型の水上飛行機は通常、飛行艇であり、最も古典的な水陸両用航空機の設計を体現しています。

多くの形態のグライダーには、小型の動力装置が搭載されています。これには次のものが含まれます。

• モーターグライダー-飛行中に性能を向上させるために補助動力装置を備えた従来のグライダーまたはセールプレーン。 ^[25]
• 動力ハンググライダー-発電所が追加されたハンググライダー。
• 動力パラシュート-一体型のエアフレーム、座席、着陸装置、およびその下に吊り下げられた動力装置を備えたパラグライダータイプのパラシュート。 ^[26]
• 動力付きパラグライダーまたはパラモーター -操縦者の後ろに動力装置が吊り下げられたパラグライダー。 ^[27]

地面効果機（GEV）は地面効果（翼と地表の相互作用）を利用して地形に近いところを飛行します。一部のGEVは必要に応じて地面効果（OGE）を超えてより高く飛行することができ、これらは動力付き固定翼航空機として分類されます。^[28]

グライダーは、エンジンを必要とせずに自由飛行できる、空気より重い航空機です。セールプレーンは、上昇気流を利用して高度を上げ、長時間飛行できるように設計された固定翼グライダーです。

グライダーは主にレクリエーションのために使用されますが、航空力学の研究、戦争、宇宙船の回収などの目的にも使用されています。

モーターグライダーには、離陸のため、または飛行時間を延長するための限定的な推進システムが装備されています。

飛行機と同様に、グライダーにもさまざまな形状があり、翼、空気力学的効率、操縦者の位置、制御方法が異なります。

大型グライダーは、牽引機またはウインチによって上空に運ばれるのが一般的です。軍用グライダーは戦闘で兵士や装備を輸送するために使用され、特殊なグライダーは大気や空気力学の研究に使用されています。ロケット推進の航空機や宇宙飛行機は、グライダーに似た無動力着陸を行っています。

グライダーやグライダー競技用のグライダープレーンは、高い空力効率を備えています。揚力抗力比は最高で70:1 ですが、50:1 が一般的です。離陸後、上昇気流をうまく利用することで、さらに高度を上げることができます。平均時速 200 km を超える速度で数千キロメートルの飛行が達成されています。

グライダーの小規模な例としては、紙飛行機があります。普通の紙は、空気力学的な形状に簡単に折り畳むことができます。表面積に比べて質量が小さいため、飛行に必要な揚力が減り、ある程度の距離を滑空することができます。

グライダーとグライダーは、動力飛行機と多くの設計要素と空気力学原理を共有しています。たとえば、ホルテン H.IV は無尾翼の全翼グライダーであり、デルタ翼の スペース シャトル オービターは降下中に滑空しました。多くのグライダーは、飛行機と同様の操縦面と計器を採用しています。

現代のグライダー航空機の主な用途はスポーツとレクリエーションです。

グライダーは 1920 年代に娯楽目的で開発されました。パイロットが上昇気流の利用方法を理解し始めると、高い揚力対抗力比を持つセールプレーングライダーが開発されました。これにより、機体が次の「揚力」源まで滑空できるようになり、航続距離が伸びました。これが、人気のスポーツであるグライダーの誕生につながりました。

初期のグライダーは主に木材と金属で作られていましたが、後にガラス、カーボン、アラミド繊維を組み込んだ複合材料に置き換えられました。抗力を最小限に抑えるため、これらのタイプは流線型の胴体と、高アスペクト比の細長い翼を備えています。単座型と複座型のグライダーがあります。

当初、訓練はコックピットがなく、最小限の計器しか備えていない初級グライダーで短距離の「ホップ」によって行われていた。 ^[29]第二次世界大戦後間もなく、訓練は2人乗りの複座グライダーで行われるようになったが、高性能の2人乗りグライダーは長距離飛行も可能である。当初は着陸にスキッドが使用されていたが、後に車輪に置き換えられ、多くの場合は格納式となった。モーターグライダーとして知られるグライダーは無動力飛行用に設計されているが、ピストン、ロータリー、ジェット、または電動エンジンを展開することもできる。^[30]グライダーは、主に翼幅とフラップに基づいて、 FAIによって競技用グライダークラスに分類されている。

超軽量グライダーのクラスは、マイクロリフトグライダーやエアチェアとして知られるものなどがあり、重量に基づいてFAIによって定義されています。これらは簡単に輸送できるほど軽量で、一部の国では免許なしで飛行できます。超軽量グライダーはハンググライダーと同様の性能を備えていますが、変形可能な構造内の直立した座席にパイロットがシートベルトで固定できるため、ある程度の衝突安全性があります。着陸は通常1つまたは2つの車輪で行われるため、ハンググライダーとは異なります。ほとんどは個人の設計者や愛好家によって作られています。

軍用グライダーは、第二次世界大戦中、兵士（グライダー歩兵）と重装備を戦闘地域に輸送するために使用されました。グライダーは、C-47 ダコタなどの輸送機、またはショート スターリングなどの二次的な活動に追いやられた一回限りの爆撃機によって空中に牽引され、目標までのほとんどの距離を移動しました。空挺部隊に対する利点は、重装備を着陸させることができることと、兵士をパラシュート 降下地帯に分散させるのではなく、素早く集結できることでした。グライダーは使い捨てとして扱われ、木材などの安価な材料で作られましたが、いくつかは再利用されました。朝鮮戦争の頃までには、輸送機はより大型で効率が高まり、軽戦車でさえパラシュートで投下できるようになり、グライダーは時代遅れになりました。

動力飛行機が開発された後も、グライダーは航空研究に使用され続けました。NASAの Paresev Rogallo フレキシブル ウィングは、宇宙船を回収する代替方法を調査するために開発されました。この用途は放棄されましたが、宣伝効果により、愛好家がフレキシブル ウィングの翼型をハンググライダーに採用するようになりました。

全翼機や揚力体を含む多くの種類の固定翼機に関する初期の研究も、無動力の試作品を使用して実施されました。

ハンググライダーは、パイロットが機体から吊り下げられたハーネスにぶら下がり、操縦フレームに逆らって体重を移動させることで操縦するグライダー航空機です。ハンググライダーは通常、アルミニウム合金または複合材フレームの布製翼で作られています。パイロットは何時間も舞い上がり、上昇気流で数千メートルの高度を獲得し、曲技飛行を行い、数百キロメートルにわたってクロスカントリー滑空すること ができます。

パラグライダーは軽量で自由飛行する、足で離陸する剛体のないグライダーです。^[31]操縦者はハーネスで吊り下げられ、中空の布製の翼の下に置かれます。翼の形状はサスペンションラインによって形成されます。翼の前部の通気口から空気が入り、外側を流れる空気の空気力が機体の動力となります。パラグライダーはレクリエーション活動であることがほとんどです。

紙飛行機は、紙または厚紙で作られたおもちゃの飛行機（通常はグライダー）です。

模型グライダーは、ポリスチレンやバルサ材などの軽量素材を使用した航空機の模型です。デザインは、シンプルなグライダーから精密なスケールモデルまで多岐にわたり、非常に大型のものもあります。

滑空爆弾は、弾道飛行ではなく滑空飛行を可能にする空気力学的表面を備えた爆弾です。これにより、スタンドオフ航空機が遠くから目標を攻撃できるようになります。

凧は、翼の上を吹く風によって空中に浮かぶ係留航空機です。^[32]翼の下の高圧により気流が下向きに偏向します。この偏向により、風の方向に水平方向の抗力が発生します。揚力と抗力の成分から生じる合力ベクトルは、係留索の張力によって阻止されます。

凧揚げは主に娯楽目的で行われますが、他にもさまざまな用途があります。ライト兄弟やJW ダンなどの初期の開拓者たちは、エンジンや飛行制御装置を追加する前に、飛行機の飛行特性を確認するために凧揚げをすることもありました。

凧は、信号や軍需品の運搬、また、戦場の上空に観測員を飛ばして観測したり、凧を使った航空写真撮影に使われてきました。

凧は、雷が電気であることを証明したベンジャミン・フランクリンの有名な実験など、科学的な目的で使用されてきました。凧は伝統的な航空機の先駆けであり、初期の飛行船の開発に役立ちました。アレクサンダー・グラハム・ベルは、ライト兄弟やローレンス・ハーグレイブと同様に、人を乗せる大きな凧の実験を行いました。凧は歴史的に、気象予報のために大気の状態を測定する科学機器を揚げる役割を果たしてきました。

凧を使って無線アンテナを運ぶこともできます。この方法は、マルコーニによる最初の大西洋横断通信の受信局で使用されました。凧で運ぶアンテナには強い風が必要ですが、重い装置と接地導体があれば必ずしも利用できるとは限らないため、このような実験には係留気球の方が便利な場合があります。

凧は、ライトスティックや電池式ライトなどの光源を運ぶために使用できます。

凧は、人や車を風下に引っ張るために使用できます。パワー カイトなどの効率的なフォイル タイプの凧は、他の帆船と同じ原理で風上に向かって航行するためにも使用できます。ただし、地上または水中の横方向の力が、従来の帆船のキール、センター ボード、ホイール、アイス ブレードのように方向転換される必要があります。過去 20 年間で、カイト バギー、カイト ランドボーディング、カイト ボート、カイト サーフィンなどのカイト セーリングスポーツが人気になりました。スノー カイトも人気があります。

カイトセーリングは、従来のセーリングでは実現できなかったいくつかの可能性をもたらします。

• 高度が高いほど風速は速くなる
• 凧は動的に操縦することができ、これにより利用可能な力が劇的に増加する。
• 曲げ力に耐えるための機械構造は必要ありません。車両/船体は軽量化するか、省略することができます。

研究開発プロジェクトでは、高高度の風の流れを利用して発電するための凧を研究しています。^[33]

凧揚げ祭りは世界中で人気の娯楽です。地元のイベント、伝統的な祭り、大規模な国際フェスティバルなどがあります。

• バミューダカイト
• 弓凧（例：六角凧）
• セルラーカイトまたはボックスカイト
• チャピチャピ
• デルタカイト
• フォイル、パラフォイル、またはボウカイト
• マレー凧（ワウブランも参照）
• 四面体凧

• 発泡スチロール凧
• 戦闘凧
• 室内凧
• インフレータブル単線凧
• キトゥーン
• 人を持ち上げるための凧
• ロガロ パラウィング カイト
• スタント（スポーツ）カイト
• 水凧

固定翼航空機の構造要素は機体です。これは航空機の種類、目的、技術によって異なります。初期の機体は木製で翼面は布製でした。エンジンが動力飛行に利用できるようになると、エンジンのマウントは金属製になりました。速度が増すにつれて金属がより一般的になり、第二次世界大戦の終わりまでには全金属製（およびガラス製）の航空機が一般的になりました。現代では、複合材料がより一般的になっています。

一般的な構造要素は次のとおりです。

• 1 つまたは複数のほぼ水平の翼で、多くの場合、翼断面を持ちます。翼は、航空機が前進するときに空気を下方に偏向させ、飛行中の航空機を支える揚力を生成します。また、翼は、安定した飛行中に航空機を水平に停止させるための横方向の安定性も提供します。その他の役割としては、燃料を保持したり、エンジンを取り付けたりすることが挙げられます。

• 胴体は、典型的には細長い胴体で、通常、空気力学的に滑りやすい形状にするために、先端が先細りまたは丸みを帯びています。胴体は、機体の他の部分と結合し、ペイロードと飛行システムを含みます。
• 垂直安定板またはフィンは、飛行機の後部に取り付けられ、通常は飛行機の上に突き出ている硬い表面です。フィンは飛行機のヨー(左または右への旋回) を安定させ、その軸に沿った回転を制御する方向舵を取り付けます。
• 水平安定板は、通常、垂直安定板の近くの尾部に取り付けられます。水平安定板は、飛行機のピッチ（上または下の傾き）を安定させるために使用され、ピッチ制御を行う昇降舵が取り付けられます。
• 着陸装置とは、飛行していないときに飛行機を支える車輪、スキッド、またはフロートのセットです。水上飛行機では、機体の底またはフロート (ポンツーン) が水上で飛行機を支えます。飛行機によっては、飛行中に着陸装置が引き込まれて抗力を軽減するものもあります。

固定翼航空機の翼は、航空機の両側に伸びる静止面です。航空機が前進すると、揚力を生み出すように形作られた翼の上を空気が流れます。

凧や一部の軽量グライダーや飛行機には、フレーム全体に張られた柔軟な翼面があり、その上を流れる気流によって生じる揚力によって剛性が高められています。大型の航空機には剛性のある翼面があります。

フレキシブルかリジッドかに関わらず、ほとんどの翼には、翼に形を与え、翼面から航空機の残りの部分に揚力を伝達するための強力なフレームがあります。主な構造要素は、根元から先端まで走る 1 つまたは複数の桁と、前縁から後縁まで走るリブです。

初期の飛行機エンジンは出力が小さく、軽量であることが重要でした。また、初期の翼断面は薄く、強力なフレームを支えることができませんでした。1930 年代までは、ほとんどの翼は非常に脆弱であったため、外部の支柱とワイヤーが追加されました。エンジン出力が増加すると、翼は十分に重く、強度が増し、支柱が不要になりました。このような支柱のない翼は、片持ち翼と呼ばれます。

翼の数と形状は多岐にわたります。翼と胴体が一体化したデザインもありますが、胴体によって左右の翼が分離されているデザインの方が一般的です。

第一次世界大戦の 3 枚翼の三葉機のように、より多くの翼が使用されることもあります。4枚翼の四葉機やその他の多葉機の設計はあまり成功していません。

ほとんどの飛行機は単葉機で、1 枚または 2 枚の平行な翼があります。複葉機と三葉機は、 1 つの翼をもう 1 つの翼の上に重ね ます。タンデム翼は、 1 つの翼をもう 1 つの翼の後ろに配置します。翼端で結合される場合もあります。1920 年代から 1930 年代にかけて利用可能なエンジン出力が増加し、支柱が不要になると、支柱のない単葉機または片持ち単葉機が最も一般的な形式になりました。

平面形は、上または下から見たときの形状です。空気力学的に効率的であるためには、翼は直線で翼幅は長いが、翼弦は短い（高アスペクト比）必要があります。構造的に効率的であるためには、軽量であるためには、翼幅はできるだけ小さく、かつ揚力を生み出すのに十分な面積を確保する必要があります。

遷音速で飛行するには、可変形状翼の向きを変え、後方に傾けて超音速衝撃波による抗力を低減します。可変後退翼は、離着陸用の効率的な直線構成から、高速飛行用の低抗力後退構成に変形します。他の形式の可変平面形状も飛行したことがありますが、研究段階を超えるものはありません。後退翼は、後方または前方に後退した直線翼です。

デルタ翼は、さまざまな目的に使用できる三角形の形状です。柔軟なロガロ翼として、空気力下で安定した形状を実現し、凧やその他の超軽量航空機によく使用されます。超音速飛行が可能で、高い強度と低い抗力を兼ね備えています。

翼は通常中が空洞になっており、燃料タンクとしても機能します。翼にはフラップが装備されており、離着陸時には抗力/揚力を増減し、反対方向には方向転換します。

胴体は通常、細長く、先端が細くなったり丸くなったりして、空気力学的に滑らかな形状になっています。固定翼機のほとんどは胴体が 1 つだけです。胴体が複数ある機種や、胴体の尾部の両側にブームを取り付けて胴体の最後部を利用できる機種もあります。

胴体には、通常、飛行乗務員、乗客、貨物、場合によっては燃料とエンジンが搭載されます。グライダーには通常、燃料とエンジンがありませんが、モーターグライダーやロケットグライダーなどの一部のバリエーションでは、一時的またはオプションでそれらが搭載されています。

有人商業固定翼航空機のパイロットは、胴体内のコックピットから航空機を操縦します。コックピットは通常、機体の前方または上部にあり、制御装置、窓、計器を備え、安全なドアで乗客から隔離されています。小型航空機では、乗客は通常、客室内でパイロットの後ろに座りますが、パイロットの横または前に座ることもあります。大型旅客機には独立した客室があり、場合によってはコックピットから物理的に分離された客室もあります。

航空機には、多くの場合、2 人以上のパイロットが搭乗しており、そのうち 1 人が全体を指揮する「パイロット」、もう 1 人が「副操縦士」です。大型航空機では、ナビゲーターもコックピットに座っているのが一般的です。軍用機や特殊航空機の中には、コックピットに他の飛行乗務員も搭乗しているものもあります。

全翼機は明確な胴体を持たず、内部に乗員、積荷、装備を収容する無尾翼航空機である。 ^{[34] : 224}

全翼機の構成は、1930 年代から 1940 年代にかけて、特に米国のジャック・ノースロップとチェストン・L・エシェルマン、ドイツのアレクサンダー・リピッシュとホルテン兄弟によって広く研究されました。戦後、全翼機のコンセプトに基づいた実験的な設計が数多く行われました。一般の関心は 1950 年代まで続きましたが、設計は航続距離の面で大きな利点がなく、技術的な問題も生じました。全翼機は低速から中速の範囲での設計に最も実用的であり、戦術的な輸送機の設計として継続的な関心を集めました。

全翼機への関心は、レーダー断面積が小さい可能性があることから、1980 年代に再び高まりました。ステルス技術は、レーダー波を特定の方向にのみ反射する形状に依存しているため、探知されにくくなります。このアプローチは、最終的にノースロップB-2 スピリット ステルス爆撃機 (写真) につながりました。全翼機の空気力学は、主な懸念事項ではありません。コンピューター制御のフライバイワイヤシステムにより、空気力学上の多くの欠点が補われ、効率的で安定した長距離航空機が実現しました。

ブレンデッド ウィング ボディの航空機は、平らな翼型のボディを持ち、これによって揚力の大部分を生み出して飛行を維持します。また、翼はボディと一体化していますが、翼は明確に独立した構造になっています。

ブレンデッド ウィング ボディの航空機には、胴体と全翼設計の両方の設計上の特徴が組み込まれています。ブレンデッド ウィング ボディ アプローチの利点は、効率の高い高揚力の翼と幅広の翼型ボディです。これにより、航空機全体が揚力生成に貢献し、燃費が向上する可能性があります。

揚力体とは、物体が揚力を生み出す構成である。全翼機が従来の胴体を持たないか最小限の翼であるのに対し、揚力体は従来の翼をほとんど持たないかまったく持たない胴体と考えることができる。全翼機は揚力のない表面をなくすことで亜音速での巡航効率を最大化しようとするが、揚力体は通常、亜音速、超音速、極超音速飛行、または宇宙船の 再突入における翼の抗力と構造を最小化する。これらすべての飛行形態は、飛行安定性に課題をもたらす。

1960 年代から 1970 年代にかけて、小型で軽量な有人宇宙船を建造する手段として、リフティング ボディは主要な研究分野でした。米国は、この概念をテストするためにリフティング ボディ ロケット機を建造し、また、ロケットで打ち上げられる再突入機もいくつか建造しました。米国空軍が有人ミッションに興味を失ったため、関心は薄れ、スペース シャトルの設計プロセス中に、高度に成形された胴体では燃料タンクを取り付けるのが困難であることが明らかになり、主要な開発は終了しました。

従来の翼断面の翼は飛行中に不安定です。フレキシブル翼の飛行機は、正しい姿勢を維持するために、アンカー ラインまたは下にぶら下がっているパイロットの重量に頼ることがよくあります。一部のフリー フライング タイプでは、安定した適応翼、または電子人工安定性などの他のメカニズムを使用します。

トリム、安定性、および制御を実現するために、ほとんどの固定翼タイプには、水平方向に動作するフィンと方向舵、および垂直方向に動作する尾翼と昇降舵で構成される尾翼があります。これは非常に一般的なレイアウトであるため、従来のレイアウトとして知られています。尾翼に沿って 2 つ以上のフィンが間隔を置いて配置されることもあります。

いくつかのタイプでは、主翼の後ろではなく、主翼の前に水平の「カナード」前翼があります。 ^{[34] : 86  [35] [36]}この前翼は、航空機のトリム、安定性、または制御に寄与する場合があります。

凧は 1 つまたは複数のテザーによって制御されます。

グライダーや飛行機は、特に操縦者がいる場合は、高度な制御システムを備えています。

操縦装置は、パイロットが空中および地上で航空機を操縦できるようにします。通常、操縦装置には次のものがあります。

• 操縦桿またはジョイスティックは、ピッチ軸とロール軸を中心とした飛行機の回転を制御します。操縦桿はハンドルに似ています。操縦士は操縦桿またはジョイスティックを押すことで飛行機を下げ、引くことで飛行機を上に上げることができます。飛行機をロールさせるには、操縦桿を希望のロールの方向に回すか、ジョイスティックをその方向に傾けます。
• ラダーペダルは、ヨー軸を中心とした飛行機の回転を制御します。2 つのペダルは回転し、一方を前方に押すともう一方は後方に移動し、その逆も同様です。パイロットは、飛行機を右にヨーさせるには右のラダー ペダルを踏み、左にヨーさせるには左のラダー ペダルを踏みます。ラダーは主に、旋回時に飛行機のバランスをとったり、ヨー軸を中心に飛行機を押し出す風やその他の影響を補正したりするために使用されます。
• 動力付きタイプでは、エンジン停止制御（たとえば、「燃料カットオフ」）と、通常はスロットルまたはスラストレバー、および燃料混合制御（高度の変化による空気密度の変化を補正するため）などのその他の制御があります。

その他の一般的なコントロールは次のとおりです。

• 翼のフラップの偏向位置を制御するために使用されるフラップレバー。
• スポイラーレバーは、翼のスポイラーの位置を制御し、着陸時にスポイラーが展開するように設計された飛行機でスポイラーの自動展開を作動させるために使用されます。スポイラーは着陸時の揚力を低減します。
• トリムコントロールは、通常、ノブまたはホイールの形をしており、ピッチ、ロール、またはヨー トリムを調整するために使用されます。これらは、多くの場合、操縦面の後縁にある小さな翼に接続されており、「トリム タブ」と呼ばれます。トリムは、安定したコースを維持するために必要な操縦力にかかる圧力を減らすために使用されます。
• 車輪付きのタイプでは、ブレーキは地上で飛行機を減速および停止させるために使用され、場合によっては地上での旋回にも使用されます。

航空機には、デュアルコントロールを備えたパイロットシートが 2 つあり、2 人が交代で操縦できる場合があります。

制御システムでは、自動操縦装置、ウィングレベラー、飛行管理システムなど、完全または部分的な自動化が可能です。無人航空機にはパイロットがおらず、遠隔操作、ジャイロスコープ、コンピューター/センサー、またはその他の自律制御手段によって制御されます。

有人固定翼航空機では、飛行、エンジン、ナビゲーション、通信、および搭載されているその他の航空機システムなど の計器がパイロットに情報を提供します。

6つの基本的な楽器は、6パックとも呼ばれ、以下の通りです。^[37]

• 対気速度計( ASI) は、飛行機が空中を移動する速度を示します。
• 姿勢指示器( AI) は人工水平線とも呼ばれ、ピッチ軸とロール軸を中心とした航空機の正確な向きを示します。
• 高度計は、平均海面 (AMSL) からの飛行機の高度または高さを示します。
• 昇降速度計（ VSI）、またはバリオメーターは、飛行機が上昇または下降している速度を表示します。
• 方位指示器(HI) は方向ジャイロ (DG) とも呼ばれ、機体の磁気コンパスの方向を示します。方向は風の状態と磁気偏角の影響を受けます。
• 旋回コーディネーター( TC)、または旋回およびバンク指示器は、パイロットが旋回中に飛行機を調整された姿勢で制御するのに役立ちます。

その他のコックピット計器には以下のものがあります:

• 他の飛行機や航空管制との通信を可能にする双方向無線。
• 水平状況指示器( HSI) は、コース/方向やその他の情報を含め、地面に対して上から見た飛行機の位置と動きを示します。
• 飛行機のエンジンの状態（動作速度、推力、温度、その他の変数）を示す計器。
• 主な飛行表示装置や航法補助装置などの複合表示システム。
• 機内気象レーダーディスプレイなどの情報ディスプレイ。
• 無線方向探知機( RDF) は、飛行機の位置を特定するために使用できる 1 つ以上の無線ビーコンへの方向を示します。
• 正確な位置を提供する衛星ナビゲーション（Satnav）システム。

これらの機器の一部またはすべてがコンピューターのディスプレイに表示され、電話のようにタッチで操作できます。

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• 1903 年にライト兄弟が「飛行機」（イギリス英語で、アメリカ英語では飛行機を意味することもある）という言葉を使ったとき、飛行機全体ではなく、翼を意味していました。彼らの特許の本文を参照してください。特許 821,393 – ライト兄弟の「空飛ぶ機械」の特許

• ブラトナー、デイビッド。 『ザ・フライング・ブック：飛行機で飛ぶことについて今まで疑問に思ったことすべて』。ISBN 0-8027-7691-4 

• 飛行機センター
• 航空会社.net
• 航空宇宙ウェブ
• 飛行機の仕組み – Howstuffworks.com
• スミソニアン国立航空宇宙博物館の「How Things Fly」ウェブサイト
• 「ホップとフライト - 初期の動力付き離陸の記録」1959年のフライト記事