単葉

単葉機は、複数の平面を持つ複葉機やその他のタイプの多葉機とは対照的に、単一の主翼を持つ固定翼航空機の構成です。

単葉機は、本質的にあらゆる翼構成の中で最も効率が高く、抗力も最も低く、製造も最も簡単です。しかし、飛行初期のこれらの利点は、重量が重く、操縦性が低いことで相殺され、1930 年代まで比較的珍しいものでした。それ以来、単葉機は固定翼航空機の最も一般的な形式となっています。

単葉機の本来の効率は、すべての構造力を内部で支える片持ち翼で最もよく達成されます。しかし、実用的な速度で飛行するには、翼を薄くする必要があり、十分な強度と剛性を持たせるには重い構造が必要になります。

外部補強材は構造効率を向上させ、重量とコストを削減するために使用できます。特定のサイズの翼の場合、重量が軽減されると、より低速で飛行でき、より低出力で経済的なエンジンで飛行できます。このため、パイオニア時代のすべての単葉機の翼には補強材が使用されており、そのほとんどは1930年代初頭まで使用されていました。しかし、露出した支柱やワイヤーは追加の抗力を生み出し、空気力学的効率を低下させ、最高速度を低下させます。^[1]

高速および長距離設計では純粋なカンチレバーが使用される傾向があり、低速の短距離タイプではブレースが使用されることが多いです。

尾翼の位置や支柱の使用など、翼の構成における一般的な違いの他に、単葉機の種類間の主な違いは、翼が胴体のどこに垂直に取り付けられているかです。

低翼とは、胴体の底部またはその近くに位置している翼のことです。

主翼を低く配置すると、上方視界が良好になり、胴体中央部が主翼桁の貫通から解放されます。振り子安定性が減少することで、スピットファイアのように航空機の操縦性が向上しますが、操縦性よりも安定性を重視する航空機では、上反角が必要になる場合があります。

低翼位置の特徴は、地面効果が大きいことで、飛行機は着陸前により遠くまで浮く傾向があります。^{[2] [3]}逆に、この地面効果により、より短い離陸が可能になります。

胴体の途中に中翼が取り付けられています。キャリースルー桁構造により、スペースが最も必要とされる重心付近の胴体の有効容積が減少する可能性があります。

ショルダーウィング(高翼と中翼の中間のカテゴリ) は、翼が胴体の上部近くに取り付けられているが、最上部には取り付けられていない構成です。この名前は、パイロットの肩ではなく、胴体の「肩」に取り付けられていることから付けられています。ショルダー ウィングと高翼には、いくつかの共通する特徴があります。つまり、安定性のために翼の二面角を必要としない垂れ下がった胴体を支えます。また、低翼と比較して、ショルダー ウィングの限られた地面効果により、着陸時の浮きが軽減されます。低翼と比較して、ショルダー ウィングと高翼の構成では、多発エンジン機のプロペラ クリアランスが増加します。^[4] 大型機では、ショルダー ウィングと高翼の間に実質的な違いはほとんどありませんが、軽飛行機では、パイロットに優れた視界を提供するため、この構成は重要です。軽飛行機では、ショルダーウィングはハイウィングよりも後方に取り付けられる傾向があり、そのため正しい重心を維持するために前方に傾ける必要がある場合があります。^[5]ショルダーウィングを備えた軽飛行機の例としては、ARVスーパー2、ボルコウジュニア、サーブサファリ、バーバースナークなどがあります。

高翼は、上面が胴体上面より上に位置する。高翼はショルダーウィングと多くの利点と欠点を共有するが、軽飛行機では上方視界が悪くなる。セスナ 152などの軽飛行機では、翼は通常キャビンより上に位置し、翼桁が乗員の頭上を通過するため、翼は理想的な前後位置にある。^[6] 高翼構成の利点は、胴体が地面に近くなるため、特に胴体後部に貨物ドアがある飛行機の場合、貨物の積載が容易になることである。軍用貨物機は主に後部貨物ドアを備えた高翼設計である。^[4]

パラソル翼は胴体に直接取り付けられておらず、キャバン支柱またはパイロンによって胴体上に保持されます。^[7]胴体側面から伸びる支柱またはワイヤーによって追加の補強が提供される場合があります。^[要出典]

最初のパラソル単葉機は肩翼単葉機を改良したもので、肩に取り付けられた主翼を胴体より上に上げることで下方の視界が大幅に改善され、広く使われたモラーヌ・ソルニエLのように偵察任務に役立った。^[8]パラソル翼はパイロットの視界が良好な効率的な設計を可能にし、第一次世界大戦後期のフォッカーD.VIIIやモラーヌ・ソルニエAIなどの戦闘機 に採用された。 ^[9]

パラソル翼はエンジンを高い位置に設置できるため、戦間期にはプロペラを水しぶきから守る必要のある飛行艇で人気がありました。例としては、マーティン M-130、ドルニエ Do 18、コンソリデーテッド PBY カタリナなどがあります。

複葉機と比較すると、パラソル翼は支柱が少なく、抗力も低い。水陸両用機や小型の自作機、超軽量飛行機では、今でも人気の構成である。

最初に成功した航空機は複葉機であったが、空気より重い飛行機の最初の試みは単葉機であり、多くの先駆者が単葉機の設計を開発し続けた。例えば、最初に量産された飛行機は1907年のサントス・デュモン・デモワゼルであり、ブレリオXIは1909年にイギリス海峡を横断した。^[10] 1909年から1910年にかけて、ヒューバート・レイサムはアントワネットIV単葉機で複数の高度記録を樹立し、最終的に1,384メートル（4,541フィート）に到達した。^[11]

ドイツ語で同義語はアインデッカーで、1915年の中翼戦闘機フォッカー・アインデッカーが「フォッカーの災厄」として知られるようになる一時期空を席巻した。 1918年以前のドイツ軍のイトフリーク航空機命名システムでは、フォッカーD.VIII戦闘機が以前の「EV」命名から変更されるまで、単葉機の型式の命名にEが付けられていた。しかし、フォッカーの成功は長くは続かず、第一次世界大戦は複葉機が主流となった。戦争末期にはパラソル単葉機が人気を博し、1920年代まで成功した設計が生産された。^[12]

それにもかかわらず、1914年から1920年代後半にかけて製造された単葉機は、複葉機の数に比べると比較的少なかった。その理由は主に実用上の理由による。エンジン出力と対気速度が低いため、十分な揚力を得るために単葉機の翼は大きくする必要があり、複葉機は2つの小さな翼を持つため、より小型で軽量に作ることができた。^[要出典]

第一次世界大戦の終わりごろ、複葉機特有の高抗力により、性能が制限され始めた。エンジンはまだ、重い片持ち翼の単葉機を稼働させるのに十分なパワーがなく、戦闘機では支柱付きパラソル翼が人気となったが、実戦に間に合う機体はほとんどなかった。1920年代を通じて人気が続いた。^[要出典]

浅い船体を持つ飛行艇では、パラソル翼により、離着陸時にエンジンを水しぶきより上に設置できる。この配置は 1930 年代の飛行艇で人気があった。後期の例としてはコンソリデーテッド PBY カタリナがある。第二次世界大戦中に船体が高くなるのが標準となり、高翼を船体に直接取り付けることができるようになったため、この配置は廃れた。^[要出典]

エンジン出力がどんどん増大し、全金属製の構造と片持ち翼の重量がより実用的になったため（1915～16年にドイツの革命的な ユンカース J 1 工場実証機によって初めて組み合わせられた）、これらは第一次世界大戦後の時期には一般的になり、支柱翼の時代は過ぎ去り、1930年代までには片持ち単葉機が固定翼航空機の標準構成になりつつあった。先進的な単葉戦闘機の設計は、1930年代前半から中頃に、ソ連と米国でそれぞれポリカルポフ I-16とボーイング P-26 ピーシューターとして、世界中の軍事サービス向けに大量生産された。^[要出典]

第二次世界大戦の軍用機のほとんどは単葉機であり、いくつかの特殊なタイプを除いて、それ以降のほぼすべての航空機も同様でした。

ジェットエンジンやロケットエンジンはさらに強力になり、現代の高速航空機、特に超音速航空機はすべて単葉機になりました。

• アスペクト比（航空学）

• Angelucci, A.; および Matricardi, P.; World Aircraft: Origins–World War I、Sampson Low、1977 年。
• Davilla, James J.; Soltan, Arthur (1997)。『第一次世界大戦のフランス航空機』。カリフォルニア州マウンテンビュー：Flying Machines Press。p. 315。ISBN 978-1891268090。
• 「高翼、低翼」、 1975 年 3 月 20 日のフライト、453 ページ (アーカイブ) - 454 ページ (アーカイブ)