空気ブレーキ（航空学）

航空学では、エアブレーキまたはスピードブレーキは、航空機の抗力を増加させるために航空機で使用される飛行制御面の一種です。 ^[1]エアブレーキは気流中に延長されると、航空機の抗力を増加させます。使用されていないときは、抗力を最小限に抑えるために、航空機の局所的な流線型プロファイルに適合します。^[2]

エアブレーキはスポイラーとは異なり、エアブレーキは揚力にほとんど変化を与えずに抗力を増加させるように設計されているのに対し、スポイラーは揚力対抗力比を低下させ、揚力を維持するためにより高い迎え角を必要とするため、失速速度が高くなります。^[3]

歴史

動力飛行の初期の数十年間、空気ブレーキは翼に取り付けられたフラップでした。それらはコックピットのレバーと空気ブレーキへの機械的なリンクによって手動で制御されました。

1931年に開発された初期のタイプの空気ブレーキは、航空機の翼支持支柱に取り付けられました。^[4]

1936年、第二次世界大戦前にナチスドイツのグライダー研究機関であるドイツ航空研究機構（DFS）を率いていたハンス・ヤコブスは、グライダー用に各翼の上下面にブレード式の自動操作式ダイブブレーキを開発した。^[5]初期のグライダーの大半は、着陸進入中に降下角度を調整するために翼にスポイラーを装備していた。より現代的なグライダーはエアブレーキを使用しているが、位置によっては揚力を損ない抗力を増加させる可能性がある。

1942年に書かれた英国の報告書^{[6]では、急降下爆撃機、雷撃機、戦闘機がそれぞれの戦闘性能要件、より一般的には滑空経路制御を満たすために、}急降下ブレーキが必要であると論じている。報告書では、さまざまな種類のエアブレーキとその要件について論じており、特に、エアブレーキは揚力やトリムに顕著な影響を与えてはならないこと、たとえば翼の分割後縁フラップでこれを実現する方法について論じている。また、機体のバフェッティングを減らすために、多数の穴やスロットを使用してブレーキ面を換気する必要もあった。

1949年に書かれた米国の報告書^[7]には、プロペラ機やジェット機の翼や胴体におけるさまざまな空気ブレーキの構成とその性能について説明されている。

エアブレーキ構成

多くの場合、スポイラーとエアブレーキの両方の特性が望ましく、組み合わされています。ほとんどの現代のジェット旅客機は、スポイラーとエアブレーキを組み合わせた制御を備えています。着陸時に、これらのスポイラー（「リフトダンパー」）の展開により、翼の揚力が大幅に減少するため、航空機の重量が翼から着陸装置に移動します。重量が増加すると、ブレーキに使用できる摩擦力が増大します。さらに、スポイラーによって生成される形状抵抗は、ブレーキ効果を直接的に補助します。逆推力は、着陸後に航空機を減速させるのにも使用されます。^[8] 事実上すべてのジェット航空機にはエアブレーキがあり、ほとんどの旅客機の場合は、エアブレーキとしても機能するリフトスポイラーがあります。プロペラ駆動の航空機は、エンジン出力がアイドルに低下したときにプロペラの自然なブレーキ効果の恩恵を受けますが、ジェットエンジンには同様のブレーキ効果がありません。そのため、ジェット航空機は着陸進入中にエアブレーキを使用して速度と降下角度を制御する必要があります。初期のジェット機の多くは、着陸進入時（アラド Ar 234、ボーイング B-47）または着陸後（イングリッシュ・エレクトリック・ライトニング）にエアブレーキとしてパラシュートを使用していました。

スプリットテールコーンエアブレーキは、1950年代に設計されたブラックバーンバッカニア海軍攻撃機、フォッカーF28フェローシップ、ブリティッシュエアロスペース146旅客機に使用されてきた。バッカニアエアブレーキを開くと、航空母艦の限られたスペース内で航空機の長さが短縮された。

F -15イーグル、スホーイSu-27、F-18ホーネットなどの戦闘機には、コックピットのすぐ後ろにエアブレーキが装備されています。

分割されたコントロールサーフェス

デセロンは飛行中に通常通り機能するエルロンですが、ブレーキをかけるために上半分が上がり、下半分が下がるように半分に分割することができます。この技術はF-89 スコーピオンで初めて使用され、その後ノースロップ社によってB-2 スピリットを含むいくつかの航空機に使用されてきました。

スペースシャトルも同様のシステムを採用していた。垂直に分割された方向舵は着陸時に「クラムシェル」のように開き、速度ブレーキとして機能した。^[9]

参照

参考文献

^ Wragg, David W. (1973). A Dictionary of Aviation (初版). Osprey. p. 13. ISBN 9780850451634。
^ 航空機設計、クンドゥ 2010、ISBN 978 0 521 88516 4、p.283
^ 「スピードブレーキ」ブリタニカ。 2019年12月28日閲覧。
^ 「飛行機のエアブレーキは着陸速度を大幅に低下させる」『ポピュラーサイエンス』第122巻第1号、1933年1月、18ページ。
^ ライチュ、ハンナ（1997年4月）[1955]。『空よ我が王国：第二次世界大戦の名高いドイツ人テストパイロットの回想録』（グリーンヒルミリタリーペーパーバック）。スタックポールブックス。108ページ。ISBN 9781853672620。
^ Davies, H.; Kirk, FN (1942 年 6 月)。「エアブレーキに関する空力データの概要」(PDF) (技術レポート)。補給省。
^ Stephenson, Jack D. (1949 年 9 月)。「航空機の速度特性に対する空力ブレーキの影響」(PDF) (技術ノート) 。NACA。
^ 「スポイラーとスピードブレーキ - SKYbrary 航空安全」www.skybrary.aero . 2019年12月28日閲覧。
^ 「NSTSシャトルリファレンスマニュアル（1988）からの抜粋：スペースシャトル座標系 - 垂直尾翼」NASA。2021年12月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2012年10月25日閲覧。

外部リンク

ウィキメディア・コモンズの「エアブレーキ（航空機）」に関連するメディア

[1] Wragg, David W. (1973). A Dictionary of Aviation (初版). Osprey. p. 13. ISBN 9780850451634。

[2] 航空機設計、クンドゥ 2010、ISBN 978 0 521 88516 4、p.283

[3] 「スピードブレーキ」ブリタニカ。 2019年12月28日閲覧。

[4] 「飛行機のエアブレーキは着陸速度を大幅に低下させる」『ポピュラーサイエンス』第122巻第1号、1933年1月、18ページ。

[5] ライチュ、ハンナ（1997年4月）[1955]。『空よ我が王国：第二次世界大戦の名高いドイツ人テストパイロットの回想録』（グリーンヒルミリタリーペーパーバック）。スタックポールブックス。108ページ。ISBN 9781853672620。

[6] Davies, H.; Kirk, FN (1942 年 6 月)。「エアブレーキに関する空力データの概要」(PDF) (技術レポート)。補給省。

[:1-7] Stephenson, Jack D. (1949 年 9 月)。「航空機の速度特性に対する空力ブレーキの影響」(PDF) (技術ノート) 。NACA。

[:3-8] 「スポイラーとスピードブレーキ - SKYbrary 航空安全」www.skybrary.aero . 2019年12月28日閲覧。

[9] 「NSTSシャトルリファレンスマニュアル（1988）からの抜粋：スペースシャトル座標系 - 垂直尾翼」NASA。2021年12月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2012年10月25日閲覧。