航空機の高揚力装置

高揚力装置（こうようりょくそうち、英語: high-lift device）は、航空機の主翼において揚力を増大させるための装置の総称です。主に離着陸時のような低速飛行が必要な局面において、主翼の揚力係数を高めることで失速を防ぎ、滑走距離を短縮する役割を果たします。

開発の背景

航空機の設計において、高速巡航性能と低速離着陸性能の両立は重要な課題です。高速飛行に適した翼形状は、低速時には十分な揚力を得にくい傾向があります。飛行機の揚力は速度の2乗に比例するため、低速時には翼の迎角を大きく取る必要がありますが、迎角を過度に大きくすると気流が翼面から剥離し、失速に至ります。高揚力装置は、主翼の形状を一時的に変化させたり、境界層を制御したりすることで、この限界を補うために開発されました。

主な装置の種類

高揚力装置は、配置場所や作動原理によっていくつかの種類に分類されます。

後縁フラップ

主翼の後縁に配置され、翼のキャンバー（反り）を増加させることで揚力を増大させます。単純なヒンジ式のものから、翼面積を拡大するファウラーフラップ、翼との間に隙間を設けて気流を整えるスロッテッドフラップなど、様々な形式が存在します。

前縁装置

主翼の前縁に配置され、大迎角時における気流の剥離を防止します。代表的なものに、主翼との間に隙間を作るスラットや、前下方へ展開するクルーガーフラップがあります。これらはジェット機において特に広く採用されています。

境界層制御装置

翼面上の境界層にエネルギーを供給し、気流の剥離を遅らせる技術です。エンジンからの圧縮空気を吹き出すブロウンフラップなどがこれに該当します。これにより、機械的なフラップのみを用いる場合よりも高い最大揚力係数を得ることが可能となります。

運用と制御

かつてはパイロットが手動で操作していましたが、現代の航空機ではアビオニクスの発達により、フライト・コントロール・システムと連動して最適化された自動制御が行われることが一般的です。また、戦闘機においては旋回性能を向上させるために、空戦フラップとして中間的なポジションを自動的に選択する機能を持つ機体もあります。