先端スラット

スラットは、固定翼航空機の翼の前縁にある空力面です。格納時には、スラットは翼の残りの部分と同一面になります。スラットは前方にスライドすることで展開され、翼とスラットの間にスロットが開きます。スラットの下からの空気はスロットを流れ、スラットの前縁の周りを高速で移動し、皮膚摩擦抵抗のためにかなりの量の運動エネルギーを失った境界層と入れ替わります。展開されたスラットにより、翼は失速する前により高い迎え角で動作できます。スラットが展開されていると、航空機はより低速で飛行できるため、より短い距離で離着陸できます。これらは、離着陸時や、航空機が失速に近づく可能性のある低速操縦を行うときに使用されます。スラットは通常の飛行では抗力を最小限に抑えるために格納されています。

スラットは、広範囲の速度で飛行することを目的とした航空機で一般的に使用される高揚力装置です。翼の後縁に沿って走る 後縁フラップシステムは、すべての航空機で一般的です。

種類は次のとおりです:

自動

バネ仕掛けのスラットは翼の前縁と面一になっており、作用する空気の力によって所定の位置に保持されます。航空機が減速すると、空気力が減少し、バネによってスラットが伸びます。ハンドレーページ スラットと呼ばれることもあります。

修理済み

スラットは永久的に伸びています。これは、特殊な低速航空機 (スロットと呼ばれる) や、速度よりもシンプルさを優先する場合に使用されることがあります。

パワード

スラットの伸長はパイロットによって制御できます。これは、旅客機でよく使用されます。

スラットの翼弦長は、通常、翼弦長のわずか数パーセントに過ぎない。スラットは、翼の外側の 3 分の 1 以上に及ぶこともあれば、前縁全体を覆うこともある。ルートヴィヒ・プラントルを含む多くの初期の空気力学者は、スラットは主翼の流れに高エネルギーの流れを誘導することで、その境界層に再びエネルギーを与え、失速を遅らせる働きをすると信じていた。^[1]実際には、スラットはスロット内の空気に高い速度を与えることはなく (むしろ速度を低下させる)、実際の境界層の外側の空気はすべて同じ総熱量を持つため、高エネルギー空気と呼ぶこともできない。スラットの実際の効果は以下のとおりである。^{[2] [3]}

スラット効果

下流要素（主翼）の前縁の速度は上流要素（スラット）の循環により低下し、下流要素の圧力ピークが低下します。

循環効果

下流要素の循環により上流要素の循環が増加し、空気力学的性能が向上します。

ダンピング効果

主翼の循環によりスラットの後縁での排出速度が上昇し、剥離の問題が軽減され、揚力が増加します。

表面圧力回復

スラット後流の減速は、壁と接触することなく効率的に発生します。

新鮮な境界層効果

それぞれの新しい要素は、その先端に新しい境界層を持つ。薄い境界層は厚い境界層よりも強い逆勾配に耐えることができる。^[3]

一部の鳥の翼には、羽板に相当する部分、すなわち小羽根（アルラ）があり、鳥はこれを「親指」の制御下で伸ばすことができます。

スラットは1918年にグスタフ・ラハマンによって初めて開発されました。1917年8月にルンプラーC型飛行機が失速に関連した墜落事故を起こしたことがきっかけでラハマンはこのアイデアを発展させ、1917年にケルンで小さな木製の模型が作られました。1918年にドイツでラハマンは前縁スラットの特許を提出しました。^[4]しかし、ドイツ特許庁は当初、翼を分割することで失速を遅らせることができるとは考えなかったため、特許を却下しました。

ラハマンとは独立して、イギリスのハンドレページ社も、高迎え角時に翼上面から流れが剥離するのを遅らせて失速を遅らせる方法としてスロット翼を開発し、1919年に特許を申請した。特許争いを避けるため、同社はラハマンと所有権協定を結んだ。その年、エアコ DH.9にスラットを取り付けて試験飛行を行った。^[5]その後、エアコ DH.9Aが単葉機に改造され、全翼幅の前縁スラットと後縁エルロン（後に後縁フラップと呼ばれる）を取り付けた大型の主翼を持つ機体となった。これらは前縁スラットと連動して展開し、低速性能の向上を試験することができた。これは後にハンドレページ HP20として知られるようになった。 ^[6]数年後、ハンドレページ航空機会社に就職したラハマンは、ハンドレページ ハンプデンを含む多くの航空機の設計を担当した。

1920 年代には、この設計のライセンス供与が同社の主な収入源の 1 つとなった。当初の設計は、翼の前縁近くに固定スロットを設けたものであり、この設計は多数のSTOL航空機に使用されていた。

第二次世界大戦中、ドイツの航空機は、空気圧によって翼の前縁にぴったりと押し戻され、迎え角が臨界角まで増加すると飛び出すことで抗力を減らす、より先進的なスラットを一般的に装備していた。当時の有名なスラットは、ドイツのフィーゼラー Fi 156シュトルヒのものである。これらは、格納式スラットと設計は似ているが、固定されており、格納式ではなかった。この設計上の特徴により、航空機は微風時に45メートル（150フィート）未満で離陸し、18メートル（60フィート）で着陸することができた。メッサーシュミット社が設計した航空機は、原則として自動のスプリング式前縁スラットを採用していたが、アレクサンダー・リピッシュ設計のメッサーシュミット Me 163Bコメットロケット戦闘機は例外で、この機は翼パネルの外側前縁のすぐ後ろに一体化して構築された固定スロットを使用していた。

第二次世界大戦後、スラットは大型航空機にも使用されるようになり、一般的には油圧または電気で操作されます。A-4 スカイホークのスラットはバネ仕掛けで、一定速度以下の空気負荷によって展開されます。

エルロン、エレベーター、エレボン、フラップ、フラッペロンなどの飛行制御システムの機能を翼に統合し、質量、コスト、抗力、慣性（より速く、より強力な制御応答）、複雑さ（機械的に単純、可動部品や表面が少ない、メンテナンスが少ない）、ステルスのためのレーダー断面積などの利点を備えた空力目的を果たすための技術研究開発の取り組みがいくつか存在します。これらは、多くの無人航空機（UAV）や第6世代戦闘機に使用できます。

スラットに対抗できる有望なアプローチの1つはフレキシブルウィングです。フレキシブルウィングでは、飛行中に翼面の大部分または全部の形状を変えて気流を逸らすことができます。X -53アクティブエアロエラスティックウィングはNASAの取り組みです。アダプティブコンプライアントウィングは軍事および商業の取り組みです。^{[7] [8] [9]}

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