翼の構成

固定翼航空機（グライダーと動力飛行機を含む）の翼の形状または平面形状とは、揚力面および関連する翼面の配置のことである。

航空機の設計は、翼の形状によって分類されることが多い。例えば、スーパーマリン・スピットファイアは、直線的な楕円形の平面形状を持ち、適度なアスペクト比とわずかな上反角を持つ、従来型の低翼片持ち式単葉機である。

様々なバリエーションが試みられてきました。時にはそれらの区別が曖昧になることもあります。例えば、多くの現代戦闘機の翼は、後縁が（前方または後方に）後退した切り詰められた複合デルタ翼、あるいは大きな前縁付け根延長部（LERX）を備えた鋭くテーパーのついた後退翼として説明できます。そのため、ここでは複数の項目に重複して記載されているものもあります。これは特に可変翼や複合（閉鎖型）翼の場合に顕著です。

ここで紹介する構成のほとんどは、実機で（ごく短時間ではあるが）飛行した実績がある。また、いくつかの理論的な設計も注目に値する。

用語に関する注記：ほとんどの固定翼機は、左右対称に配置された左翼と右翼を備えています。厳密には、このような一対の翼は翼機、または単に飛行機と呼ばれます。しかし、状況によっては、「複葉機には2枚の翼がある」のように飛行機を翼と呼ぶことや、「複葉機の翼には2枚の翼がある」のように全体を翼と呼ぶことが一般的です。意味が明確な場合は、この記事では一般的な用法に従い、真の曖昧さや誤りを避けるために必要な場合にのみ、より正確な表現を用います。

固定翼機は、翼の枚数が異なる場合がある。

• 単葉機：翼が1枚だけの飛行機。1930年代以降、ほとんどの飛行機は単葉機となっている。翼は胴体に対して様々な位置に取り付けられる。
  • 低翼：胴体下部付近または下部に取り付けられている。
  • 中翼：胴体のおよそ中間あたりに取り付けられる。
  • 肩翼：胴体の上部、つまり「肩」の部分に取り付けられ、胴体の上端よりわずかに下に位置する。肩翼は、高翼の亜種とみなされることもある。 ^{[ 1 ] [ 2 ]}
  • 高翼：胴体上部に取り付けられた翼。肩翼と対比して、主胴体上部より上にある突起部（例えばキャビンルーフ）に取り付けられた翼を指す。
  • パラソル翼：胴体上部から完全に持ち上げられた翼で、通常はキャビン支柱、パイロン、または台座によって支えられている。

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  低翼
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  ミッドウィング
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  肩翼
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  高翼
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  パラソルウィング

固定翼機は、複数の翼面を上下に積み重ねた構造になっている場合がある。

• 複葉機：ほぼ同じ大きさの2枚の翼を持つ飛行機を上下に重ねた構造。複葉機は単葉機よりも本質的に軽量かつ頑丈であり、1930年代までは最も一般的な形状だった。ライトフライヤーI号機も複葉機だった。
  • 不等翼幅複葉機：第一次世界大戦時のカーチスJN-4ジェニーのように、片方の翼（通常は下側の翼）がもう一方の翼よりも短い複葉機。
  • セスキプレーン（Sesquiplane）：文字通り「1.5機の飛行機」という意味で、下翼が上翼よりも翼幅または翼弦、あるいはその両方において著しく小さい複葉機の一種です。第一次世界大戦のニューポール17は特に成功を収めました。
  • 逆セスキプレーン：上翼が著しく小さい。フィアットCR.1は長年にわたり生産された。
  • ブーゼマン複葉機：理論上の超音速翼構成であり、翼面間の衝撃波が干渉することで、そのエネルギーと造波抵抗を低減する。

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  複葉機
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  翼幅の異なる複葉機
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  セスキプレーン
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  逆セスキプレーン
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  ブーゼマン複葉機の断面図

• 三葉機：3枚の飛行機が上下に積み重ねられた構造。フォッカー Dr.Iのような三葉機は、その機動性の高さから第一次世界大戦中に一時的に人気を博したが、すぐに改良された複葉機に取って代わられた。
• 四連機：4機の飛行機を上下に積み重ねた構造。アームストロング・ホイットワースFK10は第一次世界大戦中に少数
• マルチプレーン：複数の飛行機を意味し、時には1機以上、あるいは任意の数以上の飛行機を指す場合もある。この用語は、縦横に積み重ねられた構造や垂直に配置された構造にも用いられることがある。1907年にホレイショ・フレデリック・フィリップスが設計したマルチプレーンは、200枚の翼板を備え、飛行に成功した。下記のタンデム翼も参照のこと。

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  三葉機
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  四重平面
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  マルチプレーン

千鳥配置設計では、上翼が下翼よりわずかに前方に配置されます。これは、下翼上の低圧空気と上翼下の高圧空気の混合によって生じる干渉を軽減するためと考えられてきましたが、その効果はごくわずかで、主な利点は胴体へのアクセス性を向上させることです。多くの成功した複葉機や三葉機で採用されています。後方千鳥配置は、ビーチクラフト・スタッガーウィングなどのいくつかの例にも見られます。

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  非千鳥配置複葉機
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  前方のよろめき
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  後方へのよろめき

• タンデム翼設計とは、翼が前後に2枚並んだ設計のことです（下記の尾翼と前翼の項を参照）。初期の機種の中には、複数の翼をタンデムに重ねた構造のものもあり、例えば、9枚の翼を持つカプロニ Ca.60飛行艇は、3枚の三葉機をタンデムに重ねていました。

• 十字形翼とは、4つの個々の翼が十字の形に配置されたものです。十字は、次の2つの形態のいずれかをとります。
  • 胴体の断面の周囲に等間隔に配置された翼は、典型的なミサイルのように、直角に交わる2つの平面上に配置されている。
  • 十字型回転翼やX翼のように、垂直軸を中心とした単一の水平面上に複数の翼が配置されているもの。

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  十字形の翼武器
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  十字形回転翼またはX型回転翼

翼は自らを支えるために剛性と強度が必要であり、結果として重量が増加する。外部補強材を追加することで、重量を大幅に軽減できる。当初はこのような補強材は常に存在していたが、高速域では大きな抗力を発生させるため、1930年代初頭以降、高速機の設計には使用されなくなった。

種類は以下のとおりです。

• 片持ち式：自立構造。構造全体が空力的な外装の下に埋め込まれているため、すっきりとした外観と低い空気抵抗を実現しています。
• ブレース式：翼は外部構造部材によって支えられています。ほぼすべての多翼機はブレース式です。一部の単翼機、特にフォッカー・アインデッカーのような初期の設計機も、軽量化のためにブレース式になっています。ブレース式翼には2種類あります。
  • 支柱式：フォッカー D.VIIのように、1本または複数の剛性の高い支柱が翼を支える。支柱は、飛行状態のさまざまな局面で圧縮または引張の作用を及ぼす可能性がある。
  • ワイヤーブレース：単独で使用される場合（ボーイングP-26ピーシューターなど）もあれば、より一般的には、支柱に加えて張力ワイヤーも翼の支持に役立ちます。支柱とは異なり、ワイヤーは張力のみで作用します。

支柱付き複葉機は、翼間支柱を追加することによって作られる区画である「ベイ」を1つ以上持つことができます。ベイの数は、航空機の翼パネルの片側のみを指します。たとえば、デ・ハビランド・タイガーモスはシングルベイ複葉機ですが、ブリストルF.2ファイターは2ベイ複葉機です。^{[ 3 ]}

• クローズドウィング：2枚の翼面が翼端付近で何らかの形で構造的に結合または接合されている。 ^{[ 4 ]}これにより構造が強化され、翼端での空力損失を低減できる。バリエーションには以下がある。
  • ボックス翼：上下の翼端を垂直尾翼で連結した構造。公式に初めて離陸・飛行が目撃されたサントス・デュモン14-bisはこの構造を採用していた。タンデムボックス翼も研究されている（下記の連結翼の説明を参照）。
  • 環状ボックス翼：垂直尾翼が連続的に湾曲し、翼端へと滑らかに繋がるタイプのボックス翼。初期の例としては、 2枚の環状翼を直列に配置したブレリオIIIが挙げられる。
  • 環状（円筒形）：翼は円筒形をしている。コレオプテールは同心円状の翼と胴体を持っていた。垂直離着陸はできたが、水平飛行への移行は実現しなかった。翼を胴体の上に取り付けた例も提案されたが、製作されたことはない。^{[ 5 ]}
  • 環状（平面）：翼は穴の開いた円盤のような形をしている。第一次世界大戦の直前に、リー・リチャーズ製の環状単葉機が何機か飛行した。 ^{[ 6 ]}
  • 連結翼：前方の低い翼が後方に後退し、かつ／または後方の高い翼が前方に後退して、翼端付近で結合し、中空のひし形または三角形の連続した表面を形成するタンデム翼のレイアウト。^{[ 7 ]} リゲティ・ストラトスは珍しい例である。^{[ 8 ]}
    • 菱形翼：4つの面が菱形に配置された連結翼。 1911年のエドワーズ菱形複葉機は両翼が同じ平面上にあったが、飛行に失敗した。^{[ 9 ]}

翼は以下のように特徴づけることもできます。

• 剛性：気流の変化に関わらず翼型形状を維持できる十分な剛性を持つ。剛性翼には、外部補強材や布製カバーが備えられている場合がある。
• フレキシブル：
  • 表面は柔軟性があり、通常は薄い膜状である。翼型形状を維持するには、外部からの補強や風圧が必要となる。一般的なタイプとしては、ロガロ翼、パラフォイル、ほとんどの凧などが挙げられる。
  • 本来は剛性のある構造であっても、空力等傾斜翼のように本質的に空力弾性を持つ場合や、形状変化が意図的に導入される場合など、柔軟に変形するように設計することができる。

翼平面形状とは、翼を上または下から見たときのシルエットのことである。

飛行中に翼の平面形状が変化する可変形状翼についても参照してください。

古典的な翼型断面の翼はピッチ方向の安定性に欠けるため、何らかの水平安定翼が必要となる。また、ピッチ方向の制御も十分に行えないため、通常は水平尾翼など別の場所に、独立した操縦翼面（昇降舵）を取り付ける必要がある。

• 従来型：「尾翼」とは、航空機の後部にある表面で、尾部または尾翼の一部を形成する。ライト兄弟の時代から数年後、尾翼が一般的になるまでには時間がかかり、 1907年のブレリオVIIが最初の成功例となった。
• カナード：航空機の前方にある「前翼」状の翼面。黎明期には一般的だったが、第一次世界大戦勃発以降、 1967年のサーブ・ビゲンまで量産型は登場しなかった。
• タンデム：2 つ以上の主翼が、互いに前後に配置されている。両方の主翼が大きな揚力を発生させる。例としては、ルータン・クイッキーがある。縦方向の安定性を確保するため、主翼は空力特性が異なっていなければならない。通常、迎角や翼型が左右の主翼で異なる。左右の主翼は先端で接合して一体翼を形成することもある（上記参照）。 ^{[ 7 ]}

• 3つの表面： ^{[ 23 ]}従来の尾翼とカナード補助翼面の両方。現代の例としてはスホーイSu-33があり、先駆的な例としてはヴォワザン・ファルマンIがある。
• 外側尾翼：2つに分割され、それぞれの半分が翼端のすぐ後ろ外側の短いブームに取り付けられています。外側水平安定板（OHS）で構成され、ブームに取り付けられた追加の垂直安定板（フィン）が含まれる場合と含まれない場合があります。この位置では、尾翼面が翼端渦と建設的に相互作用し、抗力を大幅に低減します。スケールド・コンポジット社のスペースシップワンに使用されています。
• 尾翼なし：前部または後部に独立した翼面がない。揚力面と安定翼面は、ショートSB.4シェルパのように、翼端全体がエレボンとして機能する単一の平面に統合されている場合がある。あるいは、ダンD.5のように、翼型プロファイルを変更して固有の安定性を持たせる場合もある。水平尾翼はあるが垂直尾翼がない航空機も「尾翼なし」と表現されることがある。

翼の付け根から先端まで、翼幅方向に上下に角度をつけることで、飛行中の安定性や操縦性など、さまざまな設計上の問題を解決するのに役立つ。

• 二面角：サントス・デュモン14-bisのように、先端が根元よりも高く、正面から見ると浅い「V」字型になります。横方向の安定性が向上します。
• 下反角またはカタヘドラル：先端が根元よりも低い形状。ライトフライヤー号の初代機に見られる形状で、二面角の反対。他の形状によって安定性が過剰になる場合に、安定性を低減するために用いられる。

複葉機の中には、左右の翼で異なる角度の上反角／下反角を持つものがある。ソッピース・キャメルは上翼が平らで下翼に上反角が付けられていたが、ハンリオHD-1は上翼に上反角は付けられていたものの、下翼には付けられていなかった。

クランク翼または多面体翼では、翼幅に沿って二面角が変化します。（「クランク」という表現は、使用法によって意味が異なることに注意してください。^{[ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]}クランク矢印型平面形状も参照してください。）

• カモメ翼：翼根部に鋭い上反角があり、主翼部にはほとんどまたは全く上反角がない。PZL P.11戦闘機などがこれに該当する。前方および上方の視界を改善するために用いられることもあり、ポリカルポフ I-153のように複葉機の上翼として使用されることもある。
• 逆ガル翼：翼根部に下反角、主翼部に上反角を持つ。ガル翼とは正反対の形状。ドイツのユンカース Ju 87シュトゥーカ急降下爆撃機のように、胴体を高くしながら翼に取り付ける降着装置の長さを短縮するために使用されることがある。
• クランク型または傾斜型翼端：翼端部の二面角が主翼部と異なる。翼端部は、F-4 ファントム IIのように上向きの二面角を持つ場合もあれば、ノースロップXP-56 ブラック バレットのように下向きの反り角を持つ場合もある。

• チャンネルウィングは、プロペラの周囲または直後に部分的なダクトを形成する翼の一部を含む。1942年以降、試作機のみが運用されており、特にカスター・チャンネルウィング機で広く用いられた。

翼と胴体、あるいは機体本体との間に明確な接合部がない設計も存在する。これは、これらのいずれかの部分が欠落しているか、あるいはそれらが一体化しているためである。

• 全翼機： B-2ステルス爆撃機のように、明確な胴体や水平尾翼を持たない航空機（フィンやポッド、ブリスターなどが存在する場合もある）。
• ブレンデッドボディまたはブレンデッドウィングボディ：翼と胴体の間に明確な境界線がなく、滑らかな移行部が実現されています。濡れ面積が減少するだけでなく、翼根部と隣接する胴体との間の気流干渉も軽減できるため、いずれの場合も抗力が低減されます。ロッキードSR-71偵察機はこの方式の好例です。
• リフティングボディ：この航空機には識別可能な翼はありませんが、 X-24のように胴体 (通常は高速または高迎角時) によって空力揚力を発生させます。

解釈によっては、設計が複数のカテゴリーに分類される場合がある。例えば、多くの無人航空機やドローンは、尾翼のないブレンデッドウィングボディと見なすことも、中央翼弦が深い全翼機と見なすこともできる。

可変翼機は、飛行中に機体の物理的な形状を変化させることができる。

可変翼機の中には、固定翼と回転翼の構成を切り替えるものがあります。これらのハイブリッド機の詳細については、「動力揚力」の項を参照してください。

Aircraft may have additional minor aerodynamic surfaces. Some of these are treated as part of the overall wing configuration:

• Winglet: a small fin at the wingtip, usually turned upwards. Reduces the size of vortices shed by the wingtip, and hence also tip drag.
• Strake: a small surface, typically longer than it is wide and mounted on the fuselage. Strakes may be located at various positions in order to improve aerodynamic behaviour. Leading edge root extensions (LERX) are also sometimes referred to as wing strakes.
• Chine: sharp-edged profile running along the fuselage. When used aerodynamically it is extended outwards to form a lifting surface, typically blending into the main wing. As well as improving low speed (high angle of attack) handling, provides extra lift at high supersonic speeds for minimal increase in drag. Seen on the Lockheed SR-71 Blackbird.
• Moustache: small high-aspect-ratio canard surface having no movable control surface. Typically is retractable for high speed flight. Deflects air downward onto the wing root, to delay the stall. Seen on the Dassault Milan.

Additional minor features may be applied to an existing aerodynamic surface such as the main wing:

High lift

High-lift devices maintain lift at low speeds and delay the stall to allow slower takeoff and landing speeds:

• スラットとスロット：前縁スラットは、主翼前縁の前方に突き出た小さな翼型です。その後方の翼幅方向の隙間が前縁スロットを形成します。スロットを通って上昇する空気は、スラットによって後方に偏向され、翼の上を流れるため、航空機は流れの剥離や失速を起こすことなく、より低い速度で飛行できます。スラットは固定式または格納式です。
• フラップ：通常は後縁に取り付けられた、ヒンジ付きの空力面。下方に回転させることで揚力と抗力を増加させる。プレーンフラップ、スロットフラップ、スプリットフラップなど、様々な種類がある。ファウラーフラップのように、翼面積を増やすために後方にも伸びるタイプもある。クルーガーフラップは前縁に取り付けられる装置である。
• カフ：翼前縁に取り付けられた延長部で、翼型断面の形状を変化させ、通常は低速特性を改善するために用いられる。

横方向流量制御

後退翼では、空気は後方だけでなく横方向にも流れる傾向があり、これを減らすことで翼の効率を向上させることができる。

• 翼縁フェンス：翼弦に沿って、かつ垂直方向にも短距離にわたって延びる平らな板状の部材。翼上の横方向の気流を制御するために使用される。
• ドッグトゥース前縁：翼上の気流に急激な不連続性を生み出し、翼幅方向の流れを乱す。^{[ 37 ]}
• ノッチ付き先端部：犬歯のように作用する。^{[ 37 ]}

渦の生成

ボルテックス装置は、翼の近くの境界層に再活性化する渦を作り出すことで、低速時の気流を維持し、失速を遅らせる。

• ボルテックスジェネレーター：翼前縁上面に設けられた小さな三角形の突起。通常、翼幅方向に複数個配置されている。ボルテックスジェネレーターは、あらゆる速度域で追加の抗力を発生させる。
• ボルティロン：翼の外側前縁付近の下面に取り付けられた平らな板で、通常の気流とほぼ平行に配置されている。低速時には、翼端効果によって局所的な翼幅方向の流れが発生し、それがボルティロンによって偏向されて翼の上方を通過する渦が形成される。
• 前縁基部延長部（LERX）：高迎角時に翼上に強い渦を発生させるが、ボルテックスジェネレーターとは異なり、そのような高迎角時に揚力を増加させることができ、水平飛行時の抗力は最小限に抑えられる。

抗力低減

• アンチショックボディ：空力面の前縁または後縁に取り付けられる流線型のポッド形状で、衝撃波失速の発生を遅らせ、遷音速波抵抗を低減する。キュッヘマンキャロットと呼ばれることもある。
• 翼内部に収まらない機器を収容する、ブリスター、パイロン、翼端ポッドなどの様々な種類のフェアリング。これらのフェアリングの唯一の空力的な目的は、機器によって発生する抗力を低減することである。
• フィレットとは、フェアリングの一種で、翼と胴体などの2つの表面の接合部に設けられた小さな湾曲した充填材であり、それらを滑らかに融合させて抗力を低減する。

• 翼§設計上の特徴
• 航空機の設計プロセス

• 高翼、低翼―翼の位置の利点に関するフライト誌の記事